二四唑氨化合物与pr(ⅲ)形成的配合物研究【字数：10759】
摘 要配位化合物在气体储存、催化、光学材料等方面展现的潜在应用让人们越来越感兴趣。而配位化合物的结构和性质可以通过设计其拓扑结构来进行定向调整，所以有机桥联配体和金属中心原子的选择尤为重要。通过研究，选择四唑类作为配体在含能材料领域有一定的潜在价值。以二氰胺钠（C2N3Na）和叠氮化钠（NaN3）作为原料，在酸性条件下经过环化、重氮化合成了二四唑氨（H2BTA）有机配体，其中物料摩尔比n(C2N3Na)n(NaN3)=12，反应温度为85℃。然后以二四唑胺为配体与PrCl3·6H2O反应，其中物料摩尔比n(H2BTA)n(PrCl3·6H2O)=11，温度为120℃的条件下，筑构了一个具有二维超分子结构的浅绿色配合物，通过红外光谱分析、X-单晶衍射对该配合物进行表征。该配合物的分子式为[Pr(BTA)(HBTA)(H2O)5]，晶胞参数为α=90°，β=101.08(3) °，γ=90°，V= 955.7(3)?3，Dc= 2.091g·cm–3，Z=2。该配合物表现了较好的荧光性质，并对该配合物在四唑类含能材料的潜在应用进行了探讨。
目 录
1. 前言 1
1.1配位化合物概述 1
1.1.1配位化合物简介 1
1.1.2配位化合物的发展简史 1
1.1.3 配位化合物的合成方法 5
1.1.4配位化合物的应用 7
1.2四唑类化合物概述 9
1.2.1四唑类化合物简介 9
1.2.2四唑类化合物的多样性配位 10
1.2.3双四唑化合物简介 11
1.3本课题内容研究的目的和意义 12
2.实验部分 13
2.1实验药品和实验仪器 13
2.1.1主要的实验药品及试剂 13
2.1.2主要的实验仪器 13
2.2配体（H2BTA）和配合物[Pr(BTA)(HBTA)(H2O)5]的合成 14
2.2.1配体（H2BTA）的合成 14
2.2.2配合物[Pr(BTA)(HBTA)(H2O)5]的合成 14
3.结果与讨论 16
3.1配合物[Pr(BTA)(HBTA)(H2O) *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5]的合成方法讨论 16
3.2红外光谱分析 17
3.3晶体结构测定 18
3.4荧光性质 22
4.结论 24
参考文献 25
致 谢 28
1. 前言
1.1配位化合物概述
1.1.1配位化合物简介
配位化合物（Coordination Complex），简称配合物，是具有由中心原子或离子和配体借由配位键结合而成的配位单元的化合物。中心原子通常指具有可以接受孤对电子的空轨道的带正电荷的阳离子，最常见的是金属离子，过渡金属离子等。配体主要是指可以给出孤对电子的分子或离子。配体种类繁多，包括简单的阴离子F，Cl，Br，I等和多原子离子或分子OH，RCO2，NH3，H2O等。而由无机金属阳离子中心和有机配体借由配位键自组装而成的结构成为金属有机框架（Metal organic Framework，简称MOFs）。因为MOFs同时具备构型各异的有机和无机筑构单元，所以能够制备出各种不同维度、拓扑结构和空间构型的配合物，这类配合物大部分都具有高度有序的孔状结构，与传统的无机多孔材料相比较，配合物在催化[1,2]、磁性材料[3]、光学材料[4,5]、化学传感器[6]和药物控释载体[7]等方面有着更加诱人的应用前景。而且，MOFs因其具有高的比表面积、大孔隙率和功能性孔道结构等特点，使其在气体捕获和储存上的应用也极大地引起了人们的兴趣。
1.1.2配位化合物的发展简史
18世纪初，德国染料工人Diesbach发现了Prussian blue（俗称普鲁士蓝）即六氰合铁酸铁(Fe4[Fe(CN)6]3)，这是最早见于记录的配合物。1798年，法国化学家Tassaert将亚钴盐加入到氨水和氯化铵中得到CoCl36NH3，又通过加热等一系列操作发现CoCl3和氨分子之间并非仅仅通过分子间作用力结合，而当时所有的化学理论都无法解释这种六氨合氯化钴（Ⅲ）的电导性质及其结构。1893年，瑞士化学家Werner提出了配合物结构的“内界”（结合较紧密的配体和中心原子）和“外界”、配位数等概念，成功解释了[Co(NH3)6]Cl3的稳定存在的结构（图1）和许多配合物的异构现象（图2，[Co(en)2Cl2]Cl的几何异构体）、电导性质及磁性，创建了近代的配位理论。Werner也因此被称为“配位化学之父”，并获得了1913年的?Nobel化学奖。
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图1 [Co(NH3)6]Cl3的结构 图2 [Co(en)2Cl2]Cl的几何异构体
1916年，美国化学家Lewis提出了配位键理论，从微观的成键角度阐明了经典配位化合物的本质。他指出，配位键的本质是具有孤对电子的配体和具有空轨道的金属中心原子通过共用电子对而产生了作用力。所以，对于CoCl36NH3配合物，电子给予体NH3提供给Co—NH3配位键中的共用电子对（如图3）。
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图3 [Co(NH3)6]Cl3的Lewis结构
随着对配位化合物研究的不断深入，各种新型配合物被发现和合成出来。20世纪初，人们发现，具有不定域共轭电子的不饱和烯烃作为有机配体，不仅能够提供电子，还能够接受金属中心的电子形成反馈的π键，从而形成稳定的配合物，这样使得配合物的研究对象的广度，研究方向的深度得到发展。1951年，Pauson和Miller合成的新型配合物二茂铁（图4）可应用于汽油抗爆剂和火箭燃料添加剂等。
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图4 二茂铁的结构
同世纪末，澳大利亚化学家Robson教授在分析配位化合物的结构时，创造性地运用了A.F.Wells提出的拓扑学理论[8]，简单来说，是利用数学方法对配位化合物的结构特点进行分析，进一步简化成网络拓扑学。于是，配位化合物大体分为1D链状结构（图5(a)）、2D网状结构（图5(b)）和3D网状结构（图5(c））。
目 录
1. 前言 1
1.1配位化合物概述 1
1.1.1配位化合物简介 1
1.1.2配位化合物的发展简史 1
1.1.3 配位化合物的合成方法 5
1.1.4配位化合物的应用 7
1.2四唑类化合物概述 9
1.2.1四唑类化合物简介 9
1.2.2四唑类化合物的多样性配位 10
1.2.3双四唑化合物简介 11
1.3本课题内容研究的目的和意义 12
2.实验部分 13
2.1实验药品和实验仪器 13
2.1.1主要的实验药品及试剂 13
2.1.2主要的实验仪器 13
2.2配体（H2BTA）和配合物[Pr(BTA)(HBTA)(H2O)5]的合成 14
2.2.1配体（H2BTA）的合成 14
2.2.2配合物[Pr(BTA)(HBTA)(H2O)5]的合成 14
3.结果与讨论 16
3.1配合物[Pr(BTA)(HBTA)(H2O) *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5]的合成方法讨论 16
3.2红外光谱分析 17
3.3晶体结构测定 18
3.4荧光性质 22
4.结论 24
参考文献 25
致 谢 28
1. 前言
1.1配位化合物概述
1.1.1配位化合物简介
配位化合物（Coordination Complex），简称配合物，是具有由中心原子或离子和配体借由配位键结合而成的配位单元的化合物。中心原子通常指具有可以接受孤对电子的空轨道的带正电荷的阳离子，最常见的是金属离子，过渡金属离子等。配体主要是指可以给出孤对电子的分子或离子。配体种类繁多，包括简单的阴离子F，Cl，Br，I等和多原子离子或分子OH，RCO2，NH3，H2O等。而由无机金属阳离子中心和有机配体借由配位键自组装而成的结构成为金属有机框架（Metal organic Framework，简称MOFs）。因为MOFs同时具备构型各异的有机和无机筑构单元，所以能够制备出各种不同维度、拓扑结构和空间构型的配合物，这类配合物大部分都具有高度有序的孔状结构，与传统的无机多孔材料相比较，配合物在催化[1,2]、磁性材料[3]、光学材料[4,5]、化学传感器[6]和药物控释载体[7]等方面有着更加诱人的应用前景。而且，MOFs因其具有高的比表面积、大孔隙率和功能性孔道结构等特点，使其在气体捕获和储存上的应用也极大地引起了人们的兴趣。
1.1.2配位化合物的发展简史
18世纪初，德国染料工人Diesbach发现了Prussian blue（俗称普鲁士蓝）即六氰合铁酸铁(Fe4[Fe(CN)6]3)，这是最早见于记录的配合物。1798年，法国化学家Tassaert将亚钴盐加入到氨水和氯化铵中得到CoCl36NH3，又通过加热等一系列操作发现CoCl3和氨分子之间并非仅仅通过分子间作用力结合，而当时所有的化学理论都无法解释这种六氨合氯化钴（Ⅲ）的电导性质及其结构。1893年，瑞士化学家Werner提出了配合物结构的“内界”（结合较紧密的配体和中心原子）和“外界”、配位数等概念，成功解释了[Co(NH3)6]Cl3的稳定存在的结构（图1）和许多配合物的异构现象（图2，[Co(en)2Cl2]Cl的几何异构体）、电导性质及磁性，创建了近代的配位理论。Werner也因此被称为“配位化学之父”，并获得了1913年的?Nobel化学奖。
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图1 [Co(NH3)6]Cl3的结构 图2 [Co(en)2Cl2]Cl的几何异构体
1916年，美国化学家Lewis提出了配位键理论，从微观的成键角度阐明了经典配位化合物的本质。他指出，配位键的本质是具有孤对电子的配体和具有空轨道的金属中心原子通过共用电子对而产生了作用力。所以，对于CoCl36NH3配合物，电子给予体NH3提供给Co—NH3配位键中的共用电子对（如图3）。
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图3 [Co(NH3)6]Cl3的Lewis结构
随着对配位化合物研究的不断深入，各种新型配合物被发现和合成出来。20世纪初，人们发现，具有不定域共轭电子的不饱和烯烃作为有机配体，不仅能够提供电子，还能够接受金属中心的电子形成反馈的π键，从而形成稳定的配合物，这样使得配合物的研究对象的广度，研究方向的深度得到发展。1951年，Pauson和Miller合成的新型配合物二茂铁（图4）可应用于汽油抗爆剂和火箭燃料添加剂等。
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图4 二茂铁的结构
同世纪末，澳大利亚化学家Robson教授在分析配位化合物的结构时，创造性地运用了A.F.Wells提出的拓扑学理论[8]，简单来说，是利用数学方法对配位化合物的结构特点进行分析，进一步简化成网络拓扑学。于是，配位化合物大体分为1D链状结构（图5(a)）、2D网状结构（图5(b)）和3D网状结构（图5(c））。
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