定向构筑具有预定结构乃至预期功能的单分子磁体、单链磁体等低维磁性金属配（聚）合物,是化学、物理、生命以及材料等相互渗透的前沿阵地中富有挑战性的课题。本文选择适当的含氮、氧有机杂环芳香配体和不易形成簇基化合物的Co2+、Ni2+等金属离子,定向构筑了基于立方烷基M₄O₄、轮状Cu₂（μ-O₂CR）4、线性三核钴等次结构单元（SBU）的零维、一维、二维,三个系列共13种磁性金属配（聚）合物。对它们进行了细致的结构解析和较为深入的磁性表征与分析。全文共分四章。第一章为前言,较系统地介绍了当前分子磁学的主要研究内容、热点及本课题的选题意义与所取得的进展。第二章描述了以2-羟甲基苯并咪唑（Hbm）为定向配体,通过合理替换辅助配体,混双金属等比掺杂等策略,构筑了三个M4O4单立方烷簇（1-3）和五个三聚立方烷簇合物（4-8）。化合物1-3 [M4（bm）4（EtOH）4Cl4] （M = CoII或NiII或CoII:NiII（1:1））,异质同晶,为孤立的M4O4立方烷簇合物。化合物1、2的稳态磁表征说明,四核钴、镍簇内有着显著的铁磁相互作用;动态磁表征表明,化合物1在8 K以下,弛豫行为和长程有序共存。立方烷结构中,特有的超交换桥导致了携磁金属离子间的铁磁交换,而存在于簇与簇之间的强的N-H···Cl氢键,导致化合物1在极低温度下产生弛豫行为和长程有序行为。引入硝酸根作为中心模板、乙酸根作为辅助桥联配体成功构筑了一个新颖的基于M4O4立方烷组装的具有开放式结构的十二核簇合物,化合物[Co’12（O2CMe）6（EtOH）6]（NO₃）5 （其中Co’12 = Co12（bm）12（NO₃）） （4）。在该结构中,首次发现弱配位能力的硝酸根以μ6-NO₃-形式连接三个立方烷形成十二核超级簇,其直径约为2 nm。化合物4的稳态磁表征表明,十二核簇内呈现强烈的铁磁交换相互作用。动态磁表征表明,4是一个极不寻常的单分子磁体,是世界上第四例钴基单分子磁体,其理论自旋翻转能垒U高达82 K,比此前已报道的最高翻转能垒Mn12单分子磁体还高16 K。对于Dion > 0的3d7钴离子,通过定向的簇组装,得到Dmol < 0,进而获得具有较高U值的单分子磁体,为定向构筑单分子磁体提供了一条新思路。可以预测,M4O4立方烷可以进一步作为结点,促使具有更高核和更大基态自旋的超大簇的形成。进一步调控辅助桥联和端基配体、金属掺杂或替换,成功获得了4个局部结构修饰的十二核簇合物（5-8）。化合物6 [Ni’12（O₂CMe）6（EtOH）3（H₂O）3]（NO₃）5·2H₂O的核心簇结构与化合物4相似,只是水分子取代一半端基配位的乙醇分子。稳态磁曲线表明,十二核簇内也为铁磁交换作用;初步的交流磁化率曲线表明,在2K以上,未表现出单分子磁体特有的弛豫行为。等比掺杂的化合物7 [Co’6Ni’6（O2CMe）6（EtOH）6]（NO₃）5的深入磁表征表明,7是基于簇内铁磁交换为基础的单分子磁体。显然,利用不同金属离子电子基态的差异,实现了磁弛豫行为的化学修饰。较详实的磁学性质研究为基于Dion > 0磁金属离子构筑单分子磁体的世界性难题,乃至铁磁交换簇体系的控制,提供了系列例证。化合物5 [Co’12（O₂CMe）₆（EtOH）₃（H₂O）₃]（NO_3）5·2H₂O与化合物6异质同晶,化合物8 [Co’12（O₂CH）₆（EtOH）₆]（NO₃）5结构与4类似,只是用甲酸根取代了乙酸根。它们的磁性还在表征中。第三章描述了由不同位置的氯取代苯氧乙酸二聚铜为前驱反应物和吡嗪桥联配体定向构筑的一维链状二聚羧酸铜配合物的结构和磁性。探讨Cu₂（μ-O₂CR）4次结构单元（SBU）中R上不同位置被氯取代,halogen-halogen作用对其结构和磁性的影响。晶体结构解析表明,化合物[Cu₂（2,4-dcpa）4（pyz）]n （9）、[Cu₂（4-cpa）4（pyz）]n （10）、[Cu₂（pa）4（pyz）]n （11）均形成一维无限链;不同的是,化合物11的一维无限链沿两个不同的方向延展,形成ABAB排列,链与链之间通过范德华力堆垛成三维结构;而化合物9、10的一维无限链只朝着一个方向延伸,链与链之间主要通过Cl···Cl弱作用堆垛成三维结构。稳态磁表征表明,化合物9 - 11从常温开始,双核铜间就产生特有的强反铁磁交换作用;在较高温段,三者磁性没有明显差异,而在很低温部分有微小差别。因而,在化合物9-11中,氯-氯间的halogen-halogen作用影响1D分子链在三维结构间的堆垛,进而导致不同的1D磁链排布方式,而对它们宏观协同磁行为没有较明显的影响。第四章描述了由2-丙酸苯并咪唑（Hpa）分别和异烟酸（Hina）、4,4’-联吡啶（bipy）构筑的具有线性三核钴单元的二维配位聚合物。化合物[Co3（OH）2（pa）2（ina）2]n （12）由pa和ina配体连接线性Co3（OH）2（pa）2单元,形成独特的、具有（4, 63）拓扑的二维层状结构,层的厚度约为1.1 nm。化合物{[Co3（pa）4（4,4’-bipy）4]（NO₃）2}n （13）,线性Co3（pa）4单元间通过4,4’-bipy连接成二维层,层与层之间呈现交错的ABAB排列。层内4,4’-bipy连接钴离子形成两种大小不同的（4, 4）格子,（4, 4）格子间通过自填充（self-filling）将二维层延展成三维结构。磁性研究表明:化合物12三核钴单元内的反铁磁交换导致宏观上的弱铁磁有序行为,三核簇间的偶极-偶极相互作用和负的各相异性导致spin-canting,呈现自发磁矩;化合物13三核钴单元内产生反铁磁交换相互作用,宏观上没有呈现长程有序行为。