利用金属-配体配位键构筑具有特定结构类型和功能的配合物是超分子化学研究和晶体工程研究的一个重要领域。迄今人们已合成了具有分子多边形、多面体、螺旋、链状、层状和三维网格状等多种结构的配合物，并探讨了它们的性质及应用潜力。研究表明，通过合理选择具有特定配位构型的金属离子、设计具有特定配位基团和配位取向的有机配体，利用金属离子与有机配体间的识别和组装，可以达到构筑具有特定结构和功能的配合物的目的。 正是利用金属、配体的配位性质以及它们之间的相互识别与组装，本论文设计与合成了具有独立的分子四边形结构的配合物体系以及一维、二维和三维的配位聚合物体系，并研究了它们的包合、发光及磁学等性质。 本文的第一部分工作以构筑独立的分子四边形为目标，选择具有八面体配位构型的过渡金属离子作为四边形的角单元，以易于合成的双三齿席夫碱配体为边，成功地得到了预期的分子四边形。与前人报道的通过桥联双单齿吡啶类配体与平面正方形金属离子组装分子四边形相比，该体系不需要对金属离子进行保护和修饰，而且配体所具有的刚性使其在自组装过程中对八面体金属离子具有特定的识别，从而有效地构筑分子四边形。通过改变席夫碱配体中两个配位点的取代位置，可以控制配体的配位取向，从而调控所得分子四边形的大小、形状及其堆积形式。由于分子四边形本身具有一定大小的空隙，它们可以作为主体分子，选择性地包合与之大小、形状匹配的线形或平面形客体分子。 论文的第二部分工作集中于探索稀土-过渡金属异金属配合物的合成策略。为了连接配位性质差异很大的稀土和过渡金属离子，必须设计不对称的双功能配体。本文设计了同时包含三齿螯合位点和单齿桥联位点的不对称双极配体，利用八面体配位过渡金属离子的配位几何确定性，首先构筑了直角形的桥联单元。该单元剩余的单齿位点可进一步与稀土离子配位，从而得到了稀土-过渡异金属配合物。这一合成思想可推广应用于其它异金属化合物的设计与合成。当选用Jahn-Teller金属离子Cu(Ⅱ)时，由于它的配位构型与形成直角单元的配位要求不匹配，本文在不同条件下合成了五个超分子异构体。该系列化合物的获得反映了合成条件的细微变化对化合物自组装过程的影响，说明超分子异构现象既有利于结构的多样性，也会造成化合物结构的不可预测性。 论文的第三部分工作研究了不对称双极配体氧化吡啶羧酸(PCNO)与稀土离子形成配位聚合物的结构及性质。PCNO的三个异构体PNO、NNO及INO具有不同的配位取向，利用三者作为有机配体，结合具有一定配位能力的无机阴离子硫酸根，本文成功合成了由一维链到二维层到三维网络结构的三个Gd配合物。结果说明通过合理选择配体的结构、配位基团的位置及空间取向，可以控制最终所得化合物的结构及维数。为了全面探讨稀土离子对该体系配合物结构的影响，本文选择INO为有机配体、硫酸根为无机配体，合成了全系列稀土配位聚合物。由于镧系收缩效应，该系列化合物分为三种结构类型。每个化合物中金属离子的配位数、配位构型均体现了镧系收缩对结构的影响。 论文的第四部分工作探讨了以INO和NNO作为辅助配体的过渡金属叠氮配合物的结构以及磁性。叠氮(N3-)离子不仅具有多种多样的桥联模式，而且可以传递铁磁(主要为EO桥联)或反铁磁(主要为EE桥联)相互作用。这些性质使其成为构筑具有多变拓扑结构和有趣磁行为的配位聚合物的重要桥联配体。为了探讨INO和NNO两者不同的配位取向对最终产物结构的影响、研究羧酸-叠氮混桥过渡金属配合物的磁性，为该类化合物磁-构相关性的研究提供有益信息，本文合成了Mn，Co，Ni，Cu和Zn等九个具有二维和三维结构的羧酸-叠氮混桥化合物。该系列化合物均包含由EO叠氮和syn-syn羧酸根混合桥联金属离子所形成的一维链，链间通过NNO和INO配体相互连接构成化合物的网络结构。两个Mn化合物显示链内反铁磁作用，具有spin-flop相变。Ni和Cu与NNO和INO所形成的化合物均为变磁体，INO-Co为变磁体，而NNO-Co化合物则呈现由顺磁到铁磁态、再到超顺磁态的两个相变。 综上所述，本论文针对过渡金属离子和稀土离子的不同配位特性，设计和选择了具有合适配位基团的多功能席夫碱和氧化吡啶羧酸为配体，实现了对相关化合物的结构调控，探讨了它们的性质。