配位化学材料整理

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1、超分子概念超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性。超分子(Supermolecule)这一术语最早是1937年由Wolf提出来的，它是用来描述由配合物所形成的高度组织的实体。从普遍意义上讲，任何分子的集合都存在相互作用，所以人们常常将物质聚集态这一结构层次称为“超分子”，但这与超分子化学中的超分子存在区别。以超分子化学为基础的超分子材料，是一种正处于开发阶段的现代新型材料，它一般指利用分子间非共价键的键合作用(如氢键相互作用、电子供体一受依相

2、互作用、离子相互作用和憎水相互作用等)而制备的材料(超分子材料的发展)超分子化学概念超分子化学的概念和术语是在1978年首次提出的。1987年法国科学家诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn首次提出了“超分子化学”这一概念，他指出：“基于共价键存在着分子化学领域，基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学”。莱恩在获奖演说中曾为超分子化学作了如下解释:超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间力相互作用缔结而成的具有特定结构和功能的超分子体系的科学。超分子化学是基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学，换句话说分子I'可的相互作用是超

3、分子化学的核心。在超分子化学中，不同类型的分子间相互作用是可以区分的，根据他们不同的强弱程度、収向以及对距离和角度的依赖程度，可以分为：金属离子的配位键、氢键、堆积作用、静电作用和疏水作用等。它们的强度分布市兀r堆积作用及氢键的弱到中等，到金属离子配位键的强或非常强，这些作用力成为驱动超分子自组装的基本方法。人们可以根据超分子自组装原则,使用分子间的相互作用力作为工具，把具有特定的结构和功能的组分或建筑模块按照一定的方式组装成新的超分子化合物。这些新的化合物不仅仅能表现出单个分子所不具备的特有性质，还能大大增加化合物的种类和数忖。如果人们能够很

4、好的控制超分子自组装过程，就可以按照预期目标更简单、更可靠的得到具有特定结构和功能的化合物。超分子化学与配位化学的关系人们熟知的化学主要是研究以共价键相结合的分子的合成，结构，性质和变换规律。而超分子化学则可定义为由多个分子通过分子间作用而形成的复杂但有组织的体系。目前，对这种分子间“弱相互作用”而形成的超分子研究日益受到重视，它们的键能虽然不及一般共价键的5-10%,但它具有累加性，因而大分子间的分子间键能也可能相当大。超分子概念的根源可以追溯到一百年前Werner所提出的配位化学的概念。事实上早在三十年代就引入了超分子的名词，类似于生物学屮

5、的情况，它可看成是由底物(substrate)和接受体(receptor)组成。其含义对应于配位化学中的受体(acceptor)和给体(donar),锁(lock)和钥匙(key),主体(host)与客体(guest),其至金属和配体等概念。如果将配位化合物看作是由两种或多种可以独立存在的简单物种结合起来的一种化合物，则不难理解它和超分子间的相依关系。(超分子化学和分子器件一配位化学的一个前沿领域)产生背景发展简史1987年诺贝尔化学奖授予C.JPedersen(佩德森)、J.MLehn(莱恩)、D.JCram(克來姆)三位化学家，以表彰他们在

6、超分子化学理论方面的开创性工作。1967年Pederson等第一次发现了冠瞇。这可以说是第一个发现的在人工合成中的白组装作用。Cram和Lehn在Pedersen工作的启发下，也开始了对超分子化学的研究。从此之后，超分子化学作为一门新兴的边缘科学快速发展起來。超分子化学超分子是由2个或多个分子通过分子间的弱相互作用(氢键、范德华力、静电作用或短程排斥力等)生成的复杂有组织体系，超分子化学近期的发展成就集中表现在1987年诺贝尔奖得主Lehn.Pederson和Cram的工作中［10］.超分子与配合物有着深远的血缘关系,碱金属冠酗配合物就是较简单

7、的超分子，在生物体系中的DNA双螺旋结构是较复杂的超分子体系，故超分子化学也可看作广义的配位化学［□］.近来人们合成了许多具有新奇拓扑结构的配位高分子,如一维链、梯子、方块、砖墙、蜂窝、金红石等,为开发新型功能材料提供了丰富的研究素材.如闫冰等人［12］合成了一维链状氟根桥联配合物［Eu(DMF)4(H2O)2Mn(CN)6H2O］n;杨光明等人［13］合成了一种异多核配合物{［Cu(en)2］4［KFe(C2O4)3］4}n,该化合物中2个C2O2-4和2个或1个抗磁性K+离子长程桥联2个Fe3+离子，从而自组装成一种新型的二维结构;孙柏旺等

8、人［14］合成了三腿梯子的配位高分子{Zn3(Ac)4(4,4’-bpy)3［N(CN)2］2}n,这一成果比以往报道的二腿梯子又前进了一步;梁福沛等