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顺磁性异金属多核自旋耦合簇在高密度信息存储、量子计算机和磁性开关等领域具有潜在的应用前景,因此,设计和构筑具有大的基态自旋值的多核金属簇是近年来化学、物理以及材料等领域研究的热点课题之一。近年来,在多核金属簇分子基磁体的设计与合成方面已经取得了很大的进展,但是仍然存在以下问题:(1)多核金属簇的结构与磁性的关系并不是很明确;(2)在组装过程中,直接控制多核金属簇的结构与宏观磁性质依然是一个巨大的挑战。本论文通过改变构筑单元的几何构型,实现了簇状分子基磁体的定向合成:选用不同的辅助配体,调节自旋载体周围的配位环境,控制多核金属簇的分子结构;引入不同的过渡金属离子,实现了对多核簇分子基磁体的磁性调控。主要研究成果如下:(1)用三齿鳌合配体占据过渡金属离子CuII、CoII和NiII的三个配位点,再与三种三氰基构筑单元[FeIII(Tp*)(CN)3]-、[FeIII(Tp)(CN)3]-和[FeIII(pzTp)(CN)3]-配位自组装,利用不同构筑单元的空间限域性,设计合成了两例三核FeIII2CuII(1)和FeIII2CoII(2)金属簇以及两例四核FeIII2CoII2(3)和FeIII2NiII2(4)金属簇。磁性分析表明,化合物1、2和4表现出铁磁性耦合作用,而在化合物3中反铁磁性耦合作用占主导。(2)选择八氰基化合物[W(CN)8]3-和[Mo(CN)8]3-作为构筑单元,与二价金属离子FeII、CoII和NiII自组装得到三例化合物。利用不同类型的辅助配体实现了对化合物结构的调控,其中化合物5为四核MoV2FeIII2金属簇,化合物6具有二维层状结构,化合物7是一个高对称的十五核WV6NiII9金属簇。磁性分析表明,化合物5和6具有反铁磁性耦合作用,而化合物7中铁磁性耦合作用占主导。