基于环状多唑基配体的混桥磁性配合物的可控组装及磁耦合作用的理论研究

一直以来，过渡金属磁性配合物因其结构的新颖性和多样性、诱人的应用前景以及复杂难测的磁-构关系而成为研究的热点。申请立项以五元氮杂环多唑基配体构筑的混桥过渡金属配合物为研究对象,以宏观的磁学性能和微观结构（几何、电子、电荷分布、磁轨道相互作用)之间的内在关系为主线,通过改变磁传递桥中杂环氮原子的位置和数目，杂环环外取代基种类、共配体中功能羧基的数目和位置以及自旋载体的属性进行磁性配合物的设计、合成、磁学性能的实验表征和磁耦合作用的密度泛函理论研究，旨在揭示决定配合物基材料的宏观磁学性能与功能基元的相关性，深入理解和认识过渡金属配合物的磁-构关系，为实现配合物基材料功能导向的结构设计和可控制备提供方法和经验,推动相关学科的发展。

一直以来，过渡金属磁性配合物因其结构的新颖性和多样性、诱人的应用前景以及复杂难测的磁-构关系而成为研究的热点。项目围绕五元氮杂环多唑基配体(1,2,4-1H-三唑、1,2,3-1H-三唑、3,5-二氨基1,2,4-三唑、5-氨基四唑、5-甲基四唑、腺嘌呤等)和芳香多羧酸（萘甲酸，间苯二甲酸、对苯二甲酸、5-磺酸间苯二甲酸、1,2,4,5-苯四酸等）混桥体系构筑了一系列的基于Cu(II), Co(II), Ni(II), Mn(II)的过渡金属配合物或聚合物，并对其晶体结构和磁学性能进行了全面系统地研究和总结。研究发现唑基氮给体的位置、环外取代基的辅助配位以及羧基的数目和位置对配合物的结构子单元和配合物的维度产生重要的影响。此外，唑基-羧基混桥体系中普遍传递着强度不同的反铁磁交换耦合作用以及少数的多种磁现象共存的磁行为，这也与混合磁桥协调磁耦合、自旋载体的磁属性和拓扑排列紧密相关。项目初步揭示了唑基-羧基-过渡金属离子体系宏观磁学性能的与功能基元的相关性，为过渡金属配合物的磁-构关系的诠释提供了大量且有意义的数据支撑，为实现配合物基材料功能导向的结构设计和可控制备提供了经验,促进了分子磁学领域的发展。