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        探討含過渡金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

        2014-03-02 03:01:25
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年13期
        關(guān)鍵詞:鍵長晶體結(jié)構(gòu)陰離子

        (西安文理學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安 710065)

        探討含過渡金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

        金 鑫

        (西安文理學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安 710065)

        隨著時代的進(jìn)步和社會經(jīng)濟的發(fā)展,多金屬氧酸鹽得到了較為廣泛的應(yīng)用,這是因為在諸多的領(lǐng)域內(nèi),它所表現(xiàn)出來的性質(zhì)都比較的優(yōu)異,如催化化學(xué)、藥物化學(xué)、分析化學(xué)等,受到了人們的關(guān)注和重視。在很多的文獻(xiàn)中已經(jīng)研究了含過渡金屬配合物修飾的多金屬氧酸鹽的合成、晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì),本文結(jié)合以往的研究結(jié)果,進(jìn)行了深入的探討。

        多金屬氧酸鹽;水溶液合成;過渡金屬

        通過仔細(xì)的調(diào)查研究我們可以得知,在以往的文獻(xiàn)中,大多研究的是基于Keggin結(jié)構(gòu)、Dawson結(jié)構(gòu)等化合物,沒有深入的研究溶液中合成含Anderson型多陰離子的化合物。近些年的研究表明,Anderson型多陰離子的性能也較為優(yōu)異。筆者在原料方面選取了簡單無機鹽和醋酸,通過對溶液的酸堿值進(jìn)行調(diào)節(jié),對兩種新化合物進(jìn)行了合成,對晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集,并且研究了含過渡金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。

        1 實驗部分

        一是試劑和儀器:在紅外光譜方面,本文采用美國某公司生產(chǎn)的紅外分光光度計,將SP級壓片給應(yīng)用了過來,依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來掃描和測定。在元素分析方面,將美國生產(chǎn)的分析儀和英國生產(chǎn)的離子體發(fā)射光譜給利用過來。在熱重分析方面,將美國公司生產(chǎn)的熱分析儀給應(yīng)用過來,在升溫速率方面,保持在每分鐘10攝氏度左右。

        二是化合物的合成:首先是化合物1的合成,我們首先合成了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,然后將86克的C1CL3 6H2O給加入進(jìn)來,進(jìn)行五分鐘左右的攪拌,溶液經(jīng)過45分鐘的加熱回流,冷卻得到的綠色溶液,進(jìn)行過濾,經(jīng)過五天的放置后,就會有綠色晶體析出來,進(jìn)行過濾和洗滌,在空氣中風(fēng)干,就可以將它的化學(xué)式給求出來。

        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,將9克NaM0O4 2H2O給加入進(jìn)來,然后將86克的CuCL2 2H2O給加入進(jìn)來,進(jìn)行五分鐘的攪拌,溶液進(jìn)行45分鐘的回流,冷卻得到的藍(lán)色溶液,經(jīng)過五天放置后,會有藍(lán)色晶體析出來,進(jìn)行過濾、洗滌等工藝,可以將化學(xué)式給求出來。

        2 結(jié)果研究

        一是晶體結(jié)構(gòu)描述:首先是描述化合物1的結(jié)構(gòu),化合物1的多陰離子是典型的Anderson B型結(jié)構(gòu),以八面體來配位中心雜原子,氧原子和氫成鍵在配位的過程中,和共邊互聯(lián)的八面體就會形成一個平面結(jié)構(gòu)。在多陰離子中,鉻離子連接著兩個原子構(gòu),它的Cr-O鍵長在1.972(3)-1.978(3)nm之間。通??梢园凑杖悂韯澐株庪x子結(jié)構(gòu)中的氧原子,Ot 代表的是端氧,只連接了1個鉬原子,它的鍵長在1.683(3)-1.715(3)nm之間;Ob則是指二重橋氧,連接著兩個鉬原子,它的鍵長在1.683(3)到1.715(3)nm之間。0a表示的三重喬氧,它連接著中心鉻原子和2個鉬原子,它的鍵長在1.685(3)-1.699(3)nm之間,在正常的范圍內(nèi),所有的鍵長以及鍵角都會發(fā)生變化。在陽離子中,0(6)連接著Cr(2)、Cr(3)和Cr(4),它的鍵長在1.893-2.052(3)nm之間,同時,每一個鉻原子都配位著兩個氧原子,并且配位一個H2O的氧原子,這樣一個八面體結(jié)構(gòu)就形成了。通過氫鍵交替連接,相鄰的多陰離子可以促使一維鏈狀結(jié)構(gòu)得到形成。其次是化合物2的結(jié)構(gòu)描述:化合物2采用八面體配位每一個銅離子,在本化合物中,四個氧原子和兩個銅離子可以成鍵,有金屬鍵存在于銅與銅之間,每一個銅離子配位1個H2O分子,其中,有平面結(jié)構(gòu)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)組成。

        二是化合物的紅外光譜:圖1就是化合物1的紅外光譜,通過圖1我們可以了解到,一共有四個強的特征伸縮振動峰出現(xiàn),說明Anderson結(jié)構(gòu)被化合物陰離子所具備;有兩個強吸收峰存在,屬于乙酸的特征吸收峰,并且有一個寬峰和強吸收帶分別出現(xiàn),屬于水分子的特征振動,那么就說明目標(biāo)化合物得到了成功合成。如圖1所示。通過對化合物2的紅外光譜進(jìn)行研究我們可以得知,它屬于典型的配位羧酸特征吸收峰,說明羧酸成鍵是通過雙齒和Cu配位實現(xiàn)的,并且有一個強而寬的吸收峰存在。

        圖1

        三是化合物的熱重:通過TG分析化合物1我們可以得知,有三步失重存在于50到400攝氏度的范圍內(nèi),前兩步有著較低的失重溫度,吸附水和結(jié)晶水會失去,失重量在百分之十五左右,后一步有著較高的失重溫度,配位的乙酸根離子會失去,失重量為百分之十五左右,同時,還會破壞分解晶體,總的失重量為百分之三十左右,和理論值沒有較大的差距。

        四是化合物的紫外光譜:通過相關(guān)的研究我們可以得知,有一條吸收帶出現(xiàn)于250nm左右,這是因為有兩個順式端基氧存在于Anderson結(jié)構(gòu)雜多化合物中,有著較短的距離,孤對電子會互相排除,這樣就增加了電子躍遷吸收能量,促使譜帶藍(lán)移問題的出現(xiàn)。

        結(jié)語

        通過上文的敘述分析我們可以得知,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)果,本文成功合成了兩種化合物,并且對含過渡金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)等方面進(jìn)行了深入的研究,希望可以提供一些有價值的參考意見。

        [1]尹榮,關(guān)曉輝,孫永玲.Keggin結(jié)構(gòu)釩取代硅鎢酸 / 聚丙烯酰胺復(fù)合膜的制備及光致變色性能研究[J].東北師范大學(xué)報,2007,39(4):123-125.

        O614

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