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摘 要

随着功能配合物的合成及研究的进一步发展，具有磁性的分子基材料的研究取得了巨大的进展，其优越性及广阔的应用前景，已经为世人所瞩目。其中，多核配合物因其独特的结构和磁性特点，为分子基铁磁体的设计与合成提供了新的途径。草酸根桥联配合物，由于其携带的草酸根是一种非常有效的传递磁耦合作用的桥联基团，因此该配合物成为分子基铁磁体材料的中重要的一员。本文主要围绕合成草酸根桥联配体的一类中间产物 — 草酸铝钾K₃[Al(C₂O₄)₃]·3H₂O来进行研究。该研究内容包括该化合物的合成，以及红外光谱分析，差热分析及元素分析的表征实验，从而最终确定其分子式和结构式。

关键词：分子基铁磁体 草酸根 桥联 表征

Synthesis and characterization of

oxalate-bridged complex K₃[Al(C₂O₄)₃]·3H₂O

Abstract

With the development of the synthesis and research in functional complexes, the researches in molecular materials with magnetic properties have developed rapidly. The special structures and magnetics of the polynuclear complexes offer a new way to design and synthesize molecular magnets. ( Oxalate-bridged complexes,due to its carrying oxalate is a excellent bridging ligands to transmit electronic effects between magnetic centers, so the complex became an important molecule-based ferromagnetic material. In this paper,it is mainly directed toward one of intermediates oxalate-bridged ligands - namely aluminum potassium oxalate for synthetic experiments, furthermore,the resultant were characterized by Infrared absorption spectroscopyˎdifferential thermal analysis and elemental analysis to infer its molecular formula and structural.

Keywords: molecule-based; ferromagnets; oxalate,;bridging ligand; characterization

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 综述（绪论） 1

1.1 磁性与磁性材料的简介 1

1.1.1 物质的磁性基本理论 1

1.1.2 磁性的分类 1

1.1.3 磁性材料的研究进程 2

1.2 分子基铁磁体的研究及应用领域 3

1.2.1分子基铁磁体的类型 3

1.2.2分子基铁磁体的设计与合成过程 4

1.2.3分子基铁磁体研究的背景及意义 5

1.3 草酸根配合物 6

1.3.1草酸根配合物的研究进展 6

1.3.2草酸根作为桥联核配体的结构特点 7

1.3.3草酸根桥联多核配合物的合成方法 8

1.4 本实验的研究设计的背景和内容 9

1.4.1论文研究背景 9

1.4.2论文研究内容 9

第二章 实验部分 11

2.1 实验试剂与使用仪器 11

2.2 实验内容 11

2.2.1草酸根配合物K3[Al(C2O4)3]·3H2O的合成 11

2.2.2 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的红外表征 12

2.2.3 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的差热分析 13

2.2.4 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的元素分析实验 13

第三章 实验结果与讨论 15

3.1 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的合成实验 15

3.2 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的红外谱图分析 15

3.3 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的差热分析 17

3.4 K3[Al(C2O4)3]·3H2O的元素分析 18

第四章 结论与展望 19

4.1结论 19

4.2展望 19

参考文献 20

致谢. 22

综述

1. 1 磁性与磁性材料的简介

1.1.1 物质的磁性基本理论

一切物质的磁性都源自于物质中所有原子的磁矩。其中，原子磁矩包括电子磁矩和原子核磁矩两部分。电子磁矩是物质磁性的主要来源，由于原子核的质量约为电子质量的一千倍，这使得电子的磁矩约为原子核磁矩的一千倍，因此这样就可以略去原子核的磁矩。在一个分子中，电子绕核的轨道运动和电子本身的自旋运动都会产生磁效应。电子自旋产生自旋角动量，从而产生自旋磁矩；而电子绕核的轨道运动同样能产生轨道角动量，得到的是轨道磁矩。当把分子作为一个整体来看时，构成分子的各个电子对外界产生的磁效应的总和，可用一个等效的环电流表示，这个环电流具有一定的磁矩，称为分子磁矩。但在绝多数情况下，分子磁矩主要是由电子自旋所产生。

1.1.2 磁性的分类

微观物质的磁性大致可主要分为亚铁磁性(ferrimagnetism)，反铁磁性(antiferromagnetism)，铁磁性(ferromagnetism)，顺磁性(paramagnetism)和抗磁性(diamagnetism)等五大类^[1]。

（1）抗磁性

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