探讨含过渡金属配合物的合成、晶体结构及性质

2014-03-02

中国新技术新产品 2014年13期

（西安文理学院化学与化学工程学院,陕西西安 710065）

金鑫

（西安文理学院化学与化学工程学院,陕西西安 710065）

随着时代的进步和社会经济的发展，多金属氧酸盐得到了较为广泛的应用，这是因为在诸多的领域内，它所表现出来的性质都比较的优异，如催化化学、药物化学、分析化学等，受到了人们的关注和重视。在很多的文献中已经研究了含过渡金属配合物修饰的多金属氧酸盐的合成、晶体结构和性质，本文结合以往的研究结果，进行了深入的探讨。

多金属氧酸盐；水溶液合成；过渡金属

通过仔细的调查研究我们可以得知，在以往的文献中，大多研究的是基于Keggin结构、Dawson结构等化合物，没有深入的研究溶液中合成含Anderson型多阴离子的化合物。近些年的研究表明，Anderson型多阴离子的性能也较为优异。笔者在原料方面选取了简单无机盐和醋酸，通过对溶液的酸碱值进行调节，对两种新化合物进行了合成，对晶体结构数据进行了收集，并且研究了含过渡金属配合物的合成、晶体结构及性质。

1 实验部分

一是试剂和仪器：在红外光谱方面，本文采用美国某公司生产的红外分光光度计，将SP级压片给应用了过来，依据相关标准来扫描和测定。在元素分析方面，将美国生产的分析仪和英国生产的离子体发射光谱给利用过来。在热重分析方面，将美国公司生产的热分析仪给应用过来，在升温速率方面，保持在每分钟10摄氏度左右。

二是化合物的合成：首先是化合物1的合成，我们首先合成了80毫升的H2O和35毫升的CH3COOH的混合溶液，在其中加入了9克的Na2M0O4 2H2O，然后将86克的C1CL3 6H2O给加入进来，进行五分钟左右的搅拌，溶液经过45分钟的加热回流，冷却得到的绿色溶液，进行过滤，经过五天的放置后，就会有绿色晶体析出来，进行过滤和洗涤，在空气中风干，就可以将它的化学式给求出来。

其次是化合物2的合成，在80毫升H2O和35毫升CH3COOH的混合溶液中，将9克NaM0O4 2H2O给加入进来，然后将86克的CuCL2 2H2O给加入进来，进行五分钟的搅拌，溶液进行45分钟的回流，冷却得到的蓝色溶液，经过五天放置后，会有蓝色晶体析出来，进行过滤、洗涤等工艺，可以将化学式给求出来。

2 结果研究

一是晶体结构描述：首先是描述化合物1的结构，化合物1的多阴离子是典型的Anderson B型结构，以八面体来配位中心杂原子，氧原子和氢成键在配位的过程中，和共边互联的八面体就会形成一个平面结构。在多阴离子中，铬离子连接着两个原子构，它的Cr-O键长在1.972（3）-1.978（3）nm之间。通常可以按照三类来划分阴离子结构中的氧原子，Ot 代表的是端氧，只连接了1个钼原子，它的键长在1.683（3）-1.715（3）nm之间；Ob则是指二重桥氧，连接着两个钼原子，它的键长在1.683（3）到1.715（3）nm之间。0a表示的三重乔氧，它连接着中心铬原子和2个钼原子，它的键长在1.685（3）-1.699（3）nm之间，在正常的范围内，所有的键长以及键角都会发生变化。在阳离子中，0（6）连接着Cr（2）、Cr（3）和Cr（4），它的键长在1.893-2.052（3）nm之间，同时，每一个铬原子都配位着两个氧原子，并且配位一个H2O的氧原子，这样一个八面体结构就形成了。通过氢键交替连接，相邻的多阴离子可以促使一维链状结构得到形成。其次是化合物2的结构描述：化合物2采用八面体配位每一个铜离子，在本化合物中，四个氧原子和两个铜离子可以成键，有金属键存在于铜与铜之间，每一个铜离子配位1个H2O分子，其中，有平面结构存在于本化合物中，由Cu（1）、Cu（3）原子和0（3）/o（2）/o（7）和o（6）组成。

二是化合物的红外光谱：图1就是化合物1的红外光谱，通过图1我们可以了解到，一共有四个强的特征伸缩振动峰出现，说明Anderson结构被化合物阴离子所具备；有两个强吸收峰存在，属于乙酸的特征吸收峰，并且有一个宽峰和强吸收带分别出现，属于水分子的特征振动，那么就说明目标化合物得到了成功合成。如图1所示。通过对化合物2的红外光谱进行研究我们可以得知，它属于典型的配位羧酸特征吸收峰，说明羧酸成键是通过双齿和Cu配位实现的，并且有一个强而宽的吸收峰存在。

图1

三是化合物的热重：通过TG分析化合物1我们可以得知，有三步失重存在于50到400摄氏度的范围内，前两步有着较低的失重温度，吸附水和结晶水会失去，失重量在百分之十五左右，后一步有着较高的失重温度，配位的乙酸根离子会失去，失重量为百分之十五左右，同时，还会破坏分解晶体，总的失重量为百分之三十左右，和理论值没有较大的差距。

四是化合物的紫外光谱：通过相关的研究我们可以得知，有一条吸收带出现于250nm左右，这是因为有两个顺式端基氧存在于Anderson结构杂多化合物中，有着较短的距离，孤对电子会互相排除，这样就增加了电子跃迁吸收能量，促使谱带蓝移问题的出现。