氰基桥联配合物的磁性研究

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1、盐城师范学院毕业论文（设计）氰基桥联配合物的磁性研究仲超[摘要]：由于氰根配体能够桥连相同或不同的金属离子形成多种多样的桥连结构而引起了人们的广泛关注。尤其在分子磁体领域，此类配合物的优异磁性质吸引了许多化学家开展了这方面的研究。本文通过对单分子磁体[{FeⅢ(Mephen)(CN)4}2CoⅡ(H2O)4]·CH3OH·3H2O(1)、[{FeⅢ(dpq)(CN)4}2CuⅡ]·4H2O(2)和单链磁体[{FeIII(Medpq)(CN)4}2CuII]·2CH3OH(3)的变温磁化率的研究表明，他们中相邻金属离子之间都各自表现为铁磁相互作用。经最佳拟合得：配合物1中，g=1.84，

2、J=0.49cm-3；配合物2中，g=1.85，J=17.59cm-3。并对配合物3中相邻金属离子之间的J值进行了探讨。[关键词]：氰基桥联配合物磁化率磁相互作用晶体结构0前言20世纪在60年代，人们发现了有机和有机金属磁体，它们能在临界温度Tc自发磁化，由于它们是以分子聚集体的形式存在的铁磁性材料，故称为分子磁体[1]。分子磁体是指用分子化学方法合成的，在结构上以超分子化学为主要特点，在微观上以分子磁交换为主要性质的，具有宏观铁磁或亚铁磁性并有潜在应用的化合物。与传统的磁体相比，分子磁体具有不导电、密度小、可溶性强、透光性和可塑性好、容易复合和加工等特点[2]，正因为它优越性，人们对

3、它的研究和发展不断地深入。在这种情况下，单分子磁体和单链磁体先后产生，成为分子磁体领域的热门课题。早期的分子铁磁体都是在很低的临界温度下合成的，在冷却到几乎绝对零度才发生磁相变。近年来，人们发现氰基桥联配合物在寻找高Tc温度下具有特别优异的磁性能、光化学和光物理性质，呈现很高的铁磁或亚铁磁相变温度，在太阳能存储和光催化等方面有着广阔的应用前景[3]。因此，开展该类配合物的研究具有重要的价值。0.1单分子磁体和单链磁体人们在研究分子磁体时，首先发现了单分子磁体。当单个分子在外磁场的作用下，磁化强度对外磁场的曲线中会显示出磁滞回线的现象，这种分子被称为单分子磁体[4-6]。单个分子形成单分

4、子磁体必须具备以下两个条件：一是具有大的基态自旋值，大的基态自旋的产生来源于分子内铁磁相互作用或由于特定的拓扑结构而导致的自旋失措的结果；二是具有大的磁各向导性，以保证最大的自旋态能量最低，而分子基态中负的轴向零场分裂(D

5、：一是19盐城师范学院毕业论文（设计）自旋载体必须显示出一个很强的易轴型的各向异性，以能够在一个方向上阻塞或冻结住磁化强度，二是体系必须是一维铁磁或亚铁磁链，构造上就要求组成链的基本磁单元的自旋尽可能大，而且基本磁单元之间的偶合作用要尽可能强，三是链间必须尽可能是磁孤立的，以力求避免三维有序。相比于单分子磁体，单链磁体也有缓慢的磁化强度驰豫作用，但单链磁体的各向异性能量壁垒更高(目前已知最高可达到154K)，这大大提高了磁信息存储应用所必需的最低温度，具有更好的应用前景。而氰基桥联配合物的研究，为分子磁体这两个热门课题提供了理论依据和方法。0.2氰基桥联类氰根是很好的桥联配体，因为氰根

6、的三键结构有着良好的传输电子功能，而且C端和N端有良好的配位能力，易于和金属离子连接扩展。同时，金属氰基桥联配合物本身也有很大的研究价值，它所具有的金属配体的荷移光谱(MLCT)特性，使其在太阳能存储和光催化等方面有着广阔的应用前景。而且，作为反应母体的氰根配合物外围配位的金属离子和配位场可以按要求选择，令这类配合物可设计、也易于合成[9-10]。普鲁氏蓝{FeIII4[FeII(CN)6]3·14H2O}是人工合成的第一个配合物，其铁磁相转变温度Tc=5.6K，顺磁性FeⅢ离子间虽有反磁性的[Fe(CN)6]4-相隔，但由于桥联氰根传递磁相互作用强，FeⅢ离子间仍有弱的磁相互作用，若

7、用顺磁阴离子代替反磁性的[Fe(CN)6]4-，得到的配合物可能具有高于普鲁士蓝的Tc温度，这样得到的化合物统称为普鲁氏蓝类配合物[11]。普鲁士蓝类配合物一般地表示为CnAp[B(CN)6]q·XH2O，是基于构筑元件[B(CN)6]k水合金属离子[A(H2O)6]z+通过氰根桥联的双金属配合物。由于之前的普鲁氏蓝类配合物虽然Tc高，但在空气中不稳定，难以得到单晶结构，不利于对其结构和性能的相关性进行深入研究，因此有一定的局限性。Okawa[