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随着分子知识的高度积累,现代化学家们发现许多物质的性质和功能不再取决于单个分子的性质,更大程度上与分子有序、有层次的聚集密切相关,即与分子以上层次的高级结构密切相关。超分子化学正是以这种分子以上层次的高级结构的形成力,如氢键、π-π堆积、阳离子-π相互作用、范德华力等为研究对象,研究它们如何发挥作用,引起大量分子之间的聚集,进而组装成大分子和超分子的过程。形成分子高级结构的作用力被称为分子间的弱相互作用,在一定条件下这些弱相互作用通过加和及协同作用,形成有一定方向性和选择性的强作用力,成为超分子体系形成中的主要作用力。研究这些弱相互作用力的本质和作用规律,利用这些规律合成新的功能材料对于化学、生命科学、材料科学和信息科学等众多领域都有着重要的意义。本文试图通过合成一些金属配合物体系,研究这些体系中存在的氢键,芳环堆积等超分子作用,探讨它们的成因及作用本质。本论文以过渡金属Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Co（Ⅱ）,Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）为中心金属离子,选择了咪唑、3-羟基吡啶和邻菲啰啉为中性配体,1,4-萘二酸根、4-氯-2-羟基苯甲酸根、3,4-二氯苯甲酸根和3-硝基苯甲酸根为阴离子,合成了9个未见文献报道的过渡金属配合物超分子体系,此外,还合成了一个反丁烯二酸与3—羟基吡啶通过氢键连接的有机物的超分子体系,具体如下:[Mn（C3H4N2）6][Mn（C3H4N2）3（H2O）3](C12H6O4)2（Ⅰ）,[Ni（C3H4N2）6][Ni（C3H4N2）3（H2O）3](C12H6O4)2（Ⅱ）,[Co（C3H4N2）6][Co（C3H4N2）3（H2O）3](C12H6O4)2（Ⅲ）,{[Cu(C12H6O4)（C3H4N2）2（H2O）2H2O]}n（Ⅳ）,Cu（C7H4O3Cl）2（C5H5NO）2（Ⅴ）,Zn（C7H4NO4）2（C5H5NO）2（Ⅵ）,Co（C7H3O2Cl2）2（C5H5NO）2（H2O）2（Ⅶ）,Mn（C7H3O2Cl2）2（C5H5NO）2（H2O）2（Ⅷ）,{Cu（C7H3O3Cl）(C12H8N2)（H2O）}2（Ⅸ）,2C5H6NO2+·C4H2O42-（Ⅹ）,在这十个配合物中,中性配体和阴离子配体都含有丰富的氢键结合位点,便于配合物中形成广泛大量的氢键。此外,选用的中性配体和阴离子配体中都含有芳杂环,这为合成的配合物中芳环堆积的形成提供了必要条件,其中,阴离子配体中位于末端的羧基还能够表现出配位的多样性。配体上述的这些特点为我们合成结构多样的配合物体系提供了可能。本文主要通过对以上10个配合物体系的单晶结构进行分析,讨论了上述各种配体在配合物形成过程中表现出的特点以及它们在各自的配合物体系中形成的氢键及芳环堆积对于稳定整个超分子体系的作用。通过对一些配合物结构进行比较,得到了一些有用的信息。比较配合物（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）,发现它们结构相近,空间群相同,晶胞参数也相近,属于同晶型。这三个配合物是用第一周期的不同过渡金属离子在中性配体和阴离子配体完全相同,合成条件和方法相近的情况下得到的。同理,配合物（Ⅶ）和（Ⅷ）也是同晶型。所有相关的计算数据均显示,这些配合物都没有因为中心金属离子的不同引起分子结构及超分子体系的很大差别。在合成的十个配合物中,（Ⅶ）和（Ⅷ）这两种配合物中的3,4-二氯苯甲酸阴离子的苯环之间形成了较强的π-π堆积作用,（Ⅸ）配合物中2—羟基—4—氯苯甲酸与邻菲咯啉之间形成了π-π堆积作用。其他均未能形成相应的π-π堆积作用,在中性配体中,只有配合物（Ⅵ）中的3—羟基吡啶之间形成了微弱的π-π堆积作用。结合大量文献,比较取代的芳香酸阴离子配体形成芳环堆积的情况发现,苯甲酸阴离子在形成金属配合物中基本没有芳环堆积作用,氯代苯甲酸在金属配合物中容易形成芳环堆积作用,且芳环堆积作用的强弱与取代氯的个数相关,氯的个数越多,芳环堆积作用越强。本文通过对配合物（Ⅰ）～（Ⅹ）的结构分析,发现氢键及C—H…π堆积在多个体系中广泛存在,它们与π-π堆积作用对于稳定配合物体系的超分子结构意义重大。