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几种过渡金属有机配位化合物的光谱研究

石秀敏  
【摘要】: 金属有机配位化合物作为配位化学与超分子化学的重要交叉研究领域,在新兴材料的研究中逐渐引起国内外专家的重视。金属有机配位化合物是指金属离子和有机配体通过配位键、氢键等分子间的相互作用力形成的配合物。由于其特殊的拓扑结构使其在气体吸附、光学、催化、分子识别、分子器件等领域具有广泛的潜在的应用前景。目前,已经成为配位化学、材料化学、结构化学、超分子化学和分析化学等学科研究中的热点。当前,对于金属有机配位化合物的研究主要集中在设计和构筑新颖的新型材料的制备以及晶体结构的分析。本文利用红外、拉曼、紫外-可见吸收光谱等测试方法对几种金属有机配位化合物进行了系统的研究,创新研究结果如下: (1)过渡金属离子与4,4'-联吡啶配合物的光谱研究 研究了4,4'-联吡啶配体及其配合物的红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱。由于4,4'-联吡啶配体与金属离子配位,并形成金属配位键,在配合物中配体的部分振动谱带发生了改变,如在红外光谱中配体在1589 cm-1处的吸收峰归属为ν(C-C),ν(C-N)的复合振动峰,形成配合物后此吸收峰分别蓝移至1608, 1608和1612 cm-1。在拉曼光谱中,也观察到了类似的位移。 (2)过渡金属离子与4-巯基吡啶配合物的光谱研究 研究了4-巯基吡啶配体及其配合物的红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱。由于过渡金属离子与配体上的硫原子配位,并且形成了新的M-S配位键,因此与M-S配位键相连的C-S键以及与M-S配位键相近的C=C、C-C和C-H键的振动频率在配位前后有很大的变化,如在红外光谱中配体在991 cm-1处的振动峰归属环呼吸振动,在配合物Ag-MPY、Cd-MPY中全部蓝移至1007 cm-1。在拉曼光谱中,也观察到了类似的位移。对比配体和配合物Co-MPY、Ni-MPY、Cu-MPY、Ag-MPY、Cd-MPY的紫外-可见吸收光谱可看出,同一配体不同种金属由于核外电子分布的不同配合物的电子吸收光谱变化很大。 (3)过渡金属离子与4-乙烯基联吡啶配合物的光谱研究 研究了4-乙烯基联吡啶配体及其配合物的红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱。过渡金属离子与配体上的氮原子配位,金属离子在与4-乙烯基联吡啶(DPE)配位前后,DPE环的对称性和空间几何构型发生了变化,并且形成了新的M-N配位键,因此与M-N配位键相连的C-N键以及与M-N配位键相近的C=C、C-C和C-H键的振动频率在配位前后有很大的变化,在红外光谱中,配体在1595 cm-1处的吸收峰归属为ν(C-C) p,δ(C-N) p,δ(C-H)的复合振动峰,形成配合物后在三种配合物中,此吸收峰分别蓝移至1614, 1614和1605 cm-1。在拉曼光谱中,也观察到了类似的位移。 (4)过渡金属离子与4-巯基苯胺配合物的光谱研究 研究了4-巯基苯胺配体及其配合物的红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱。在三种配合物中红外光谱的最高吸收峰在1384cm-1处;配体在910和2553 cm-1处分别归属为δ(S-H)和ν(S-H)振动峰,在配合物中这些峰消失,证明金属离子与S原子配位。在拉曼光谱中,对比PATP配体与Zn-PATP、Ag-PATP、Cd-PATP三种配合物的拉曼光谱,三种配合物在213 cm-1处归属为ν(M-S)振动峰,在配体中未出现此峰。因此,从拉曼光谱的角度证明了金属离子与S原子配位。


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