在钍基燃料盐后处理过程中,氧元素不可避免地会进入到出堆燃料盐从而对锕系元素和以镧系元素为主的裂变产物的分离产生影响。研究氧在分离过程中的存在形式和反应规律,对后处理过程中锕系元素与裂变产物的高效分离具有重要意义。合成含金属-氧键的新物质并解析其晶体结构是研究金属与氧的结合方式和反应规律的有效方法,但目前相关方面的系统性研究还比较缺乏。本文通过X射线衍射等方法研究了镧系元素与含氧试剂的反应规律及产物的晶体结构,同时也对部分镧系配合物前体制备过程中意外发现的特殊发光现象进行了研究。主要研究结果如下:（1）以镧系氯化物或碘化物为起始物合成了一系列三价镧系前体Ln[N（Si Me3）2]3（Ln=Eu,Sm,Nd,La,Ce,Yb）及二价镧系前体Ln[N（Si Me3）2]2（THF）2（Ln=Eu,Yb）,确定了文献中未报道过的La[N（Si Me3）2]3的晶体结构,为镧系金属与含氧试剂的反应研究提供了不可或缺的前体。在制备三价镧前体的过程中,发现了一种罕见的La I3（THF）4配合物的光致发光现象,该配合物很容易通过将商用无水La I3浸入THF中制备。当La I3（THF）4受到254 nm紫外线照射时,会发出强烈的蓝光,绝对发光量子产率高达50.5%。这与La I3或THF的非发光特性形成对比。La I3的光致发光可以通过可逆的THF加合和解离来控制。实验结果表明无水La I3可以作为方便、快速检测THF的化学传感器。在制备三价铈前体的过程中,发现Ce I3在不同的有机溶剂中具有不同的光致发光现象。在紫外光照射下,将无水Ce I3分别溶解在THF、CH3CN和Et2O后观察到紫色或蓝色的发光。以Ce I3（THF）4为例,研究了溶液发光与配合物结构的关系。发现水的存在会将溶剂化的Ce（III）转化为铈水合物,从而影响溶液发光。该结果表明商业Ce I3作为一种方便的发光传感器在有机溶剂中痕量水的检测方面具有潜在的应用价值。（2）将三价镧系前体分别与含氧试剂Me3NO、Me3PO及TEMPO进行反应,发现镧系前体与Me3NO反应,会使Me3NO同时发生C-H键活化和氧转移（OAT）,并生成双氧桥连的双核金属配合物Ln2（μ-OCH2NMe2）2[N（Si Me3）2]4[Ln=Eu（T1）,Sm（T2）,Nd（T3）,Ce（T4）,La（T5）],而金属中心保持+3价氧化态。三价镧系前体与Me3PO或TEMPO则发生加合反应。其中与Me3PO的反应产物为1:1的加合物Ln[N（Si Me3）2]3（OPMe3）[Ln=Eu（T7）,Sm（T8）,Nd（T9）,Ce（T10）,La（T11）,Yb（T12）],而与TEMPO的产物为Li Cl桥连的混金属双核加合物Nd[N（Si Me3）2]3（μ-Cl）Li（TEMPO）3（T13）。采用X射线单晶衍射、核磁分析等对以上产物的晶体结构进行了确定,对相关反应机理进行了分析。实验结果不仅为镧系元素在有机化合物C-H键的活化和功能化方面的应用提供了新思路,也揭示了氧与三价镧系金属反应的基本规律。（3）将二价镧系前体分别与含氧试剂Me3NO和TEMPO进行反应,发现Eu[N（Si Me3）2]2（THF）2与Me3NO发生罕见的Me3NO的自身胺甲基化反应,并形成Eu（II）的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺（TMEDA）配合物Eu[N（Si Me3）2]2（TMEDA）（B1）。提出了中性TMEDA配体是由亚胺离子和脱质子的Me3NO反应生成的,二者均来自Me3NO,并由Eu（II）前体作为促进剂（promoter）。而由于Yb（II）比Eu（II）具有更强的还原性,Yb[N（Si Me3）2]2（THF）2和Me3NO反应生成氧桥联的三价金属配合物[Yb（NR2）2（ONMe3）]2（μ-O）（R=Si Me3）（B3）,反应中Me3NO作为常规OAT试剂和中性配体。Eu（II）和Yb（II）前体分别与TEMPO反应时皆生成了混金属的产物[K（TEMPO）2Ln（NR2）2]（R=Si Me3）[Ln=Eu（B4）,Yb（B5）],其中Ln（II）被氧化为Ln（III）。采用X射线单晶衍射对以上产物的晶体结构进行了确定。实验结果首次证明了二价镧系化合物可以用于胺甲基化反应,也揭示了二价镧系在与含氧试剂反应过程中呈现出与三价镧系完全不同的反应规律。