近年来在材料科学的研究中,分子基磁性材料这一新兴科学领域受到化学家、物理学家以及生物学家的高度重视,其研究内容主要包括：单分子磁体、手性磁体、光诱导磁体、铁磁性分子导体及超导体等等。分子基磁性材料在高密度信息存储设备、量子计算机及白旋分子电子学器件方面有着巨大的潜在应用价值。然而,无论分子基磁体的研究领域扩展得多么广泛,磁体的相转变温度永远是一个最基础最重要的问题。利用超交换作用合成高TC分子基磁体已到了一个瓶颈期。通过查阅总结相关文献,我们发现高共轭片状小分子和金属离子形成的离子化合物有望在合成高TC分子基磁体的挑战中有所突破。并且,关于这类化合物为何能形成高TC分子基磁体的机理尚不明确,因此,我们想利用高共轭片层分子设计合成分子磁性材料进而研究其产生机理。有机自由基和金属有机自由基作为构筑基元在高TC分子基磁体的合成方面受到越来越多科学家的关注。有机自由基和金属有机自由基的2p原子轨道互相重叠,形成共轭体系,单个电子或多个电子离域在整个共轭平面内,因而表现出独特的磁学性质,如高Tc的铁磁相互作用、自旋-派尔斯相变等,因而这类化合物在分子基磁性材料的合成中扮演着越来越重要的角色。在合成共轭片状化合物的过程中,我们发现金属二硫烯化合物作为抗衡离子对自旋交叉现象的协同作用有一定的微扰,进而改良自旋交叉性质,以使其达到能够应用于工业化的目的。自旋交叉现象是分子双稳性的一个典型代表,这类化合物在一定的温度、光、以及压力的诱导下,其磁性、晶体结构及化合物颜色都可能发生变化,进而有望应用于显示器、光开关、热开关及压力传感器等分子器件。本文采用共轭的片层分子作为构筑基元或抗衡离子合成一系列离子对化合物(或者电荷转移化合物),这些片层分子有[M(mnt)2]n-(M =Ni、Pt、Cu,n=1,2)、[Ni(dmit)2]-、TCNQ和TTF,并详细研究了它们的晶体结构和磁学性质,探讨了磁性与结构之间的关系,必要时也表征了相关电化学性质及电子吸收光谱性质。本论文的主要研究成果包括以下三个方面：一、选用2,2’,2"-三联吡啶,利用其大的共轭体系,与同样具有片面共轭特征的片层分子通过原位反应自组装,获得具有π-π堆积作用的化合物,进而研究其磁性机理。首先得到了化合物[Mn(terpy)2][Cu(mnt)2] (1),经磁性分析发现该化合物中存在反铁磁作用。之后选择了抗磁性的[Ru(terpy)2]2+作为阳离子,得到同构的化合物2；选择了抗磁性的[Ni(mnt)2]2-作为阴离子,得到同构的化合物3。通过比较分析证明化合物1中的反铁磁磁相互作用主要来自于阴离子之间的耦合。另外,还得到意外产物4,该化合物通过π-π作用形成了一维反铁磁链。二、以TCNQ和TTF作为构筑单元,与不同的配合物反应得到三种化合物5、6、7。其中化合物5是意外产物,我们解释了该化合物可能的反应机理,两个TCNQ-通过[2+2]环加成反应得到PCQ-。通过结构和磁性分析知化合物5表现为弱的反铁磁相互作用的一维链。化合物6是离子对化合物,TCNQ-发生二聚,该化合物表现为开壳层抗磁性。化合物7是电荷转移化合物,该化合物的阴阳离子分柱排列,通过磁性分析得知通过π-π作用传递反铁磁相互作用。三、以过渡金属二硫烯化合物[M(mnt)2]2- (M= Ni、Pt)和[Ni(dmit)2]-作为抗衡离子,调控单核MnⅢ的自旋交叉性质。[Mn(5-Br-sal-N-1,5,8,12)]+和[M(mnt)2]2- (M= Ni, Pt)反应形成化合物8和9。通过分析在不同温度下金属-配体之间的键长的变化和变温磁化率曲线,可知化合物8和9表现自旋交叉现象,T1/2也比原单核MnⅢ的反应物升高了约230 K。[Mn(5-Br-sal-N-1,5,8,12)]+和[Ni(dmit)2]-反应生成化合物10,该化合物没有自旋交叉的性质。经过结构和变温磁化率的分析,并且通过理论计算可知MnⅢ和平面共轭的[Ni(dmit)2]-之间通过π-π弱作用传递反铁磁相互作用。由于这些π-π和p-π弱作用的存在,平面共轭的[Ni(dmit)2]-对阳离子[Mn(5-Br-sal-N-1,5,8,12)]+中MnⅢ的八面体构型产生重大影响,进而影响了d轨道的排布,因此化合物10更倾向于表现高自旋态。