金属有机膦酸配合物在吸附和分离、气体储存、催化、分子识别、质子传导、传感器和药物载体等方面都有着潜在应用前景。性质与结构密不可分,设计和合成结构新颖的化合物,并探究结构与性质的关系成为研究的重点。本论文合成了一个新的有机膦酸配体p-F-C₆H₅-CH₂-N（CH₂PO₃H₂）₂（H₄L）,用¹HNMR进行了表征。以此配体为基础,与不同金属,或引入辅助配体4,4′-联吡啶合成了9种新的配合物,并通过X-射线单晶衍射法确定了9种新的配合物的单晶结构。通过对其结构的分析,对配合物的磁性、稳定性、水蒸气吸附和质子传导等性能进行了研究。具体内容如下:（1）以H₄L为配体,4,4′-联吡啶为辅助配体与Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）四种金属通过水热法合成了六个新型的有机膦酸配合物,分别为:[Co₃（HL）₂（H₂O）₄]·2H₂O（1）,[Cu（H₂L）H₂O]（2）,[Fe₃（L）₂（H₂O）₃OH]·2H₂O（3）,[Cu₂（L）（4,4′-bipy）1.5（H₂O）₂]·3H₂O（4）,[Co（H₂L）（4,4′-bipy）_0.5]（5）,[Co（H₂L）（4,4′-bipy）_0.5]（6）,利用红外、核磁共振、元素分析及X射线衍射技术对所制备的化合物的结构进行了系统表征分析。配合物1-6均为二维层状结构,其中配合物1-3的无机层是由[PO₃]与金属离子的配位作用形成的,而配合物4-6的层为无机链[M（PO₃）₂]（M为金属）和辅助配体4,4′-联吡啶连接形成的。六个配合物中配体采取的配位模式也不相同,当辅助配体4,4′-联吡啶参与配合物的形成时,它具有抑制无机链扩展的功能。对配合物1–6的磁性进行了研究,发现配合物2表现为铁磁相互作用,其他配合物表现为反铁磁相互作用。此外,还对配合物1–6的结构与磁性关系进行了研究,研究发现PO₃或者m₃-O（P）结构可以作为一个有效的相邻金属离子间传递磁性相互作用的途径。磁性的性质和大小会随着金属离子之间的距离、角度、扭转角和桥接方式而变化。本工作为设计和构建新型的磁性有机膦酸配合物材料提供了有用的信息。（2）以H₄L为配体和金属Cd（Ⅱ）通过水热法合成了两种新型的有机膦酸配合物,分别为:[Cd（H₂L）H₂O]（7）,[Cd₅（H₂L）₂（H₃L）₂]4H₂O（8）,利用红外、核磁共振、元素分析及X射线衍射技术对所制备的化合物的结构进行了表征。其中配合物7为二维层状结构,配合物8为一维链状结构,配合物7和8都通过氢键形成了三维网络结构。采用XRD技术对配合物7的化学稳定性的进行了研究,发现配合物7可以在不同p H条件的水溶液中存在,在强酸性及弱碱性条件下仍可保持原有的结构。这样具有高稳定性,在配合物的后期应用中能够起到至关重要的作用。（3）以H₄L为配体和金属Ni（Ⅱ）通过水热法合成出一种新型的有机膦酸配合物:[Ni₃（HL）₂（H₂O）₁₀]×4H₂O（9）,用红外、核磁共振、元素分析、及X射线衍射技术对所制备的化合物的结构进行了系统表征分析。结构分析表明,配合物9为一维链状结构,这种链状结构进一步通过C-H×××F和O-H×××O两种氢键形成了超分子网络结构,并在结构中发现了独特的螺旋水通道结构。对配合物9进行了水稳定性实验,发现配合物9可以在水溶液中稳定存在,对配合物9的水蒸气吸附性质研究发现,在湿度为90%条件下,配合物9的吸附能力可以达到3.350 m mol/g。这为其在质子传导性能方面提高了很好的条件,配合物9在不同温度和不同湿度下的质子传导性能结果显示,在温度为297 K湿度为98%的条件下,质子导电率可以达到1.43×10^-3,而且具有很低的活化能。