分子磁性的基础研究

由南开大学廖代正等完成

    配合物的磁性分子设计处于化学、物理、材料和生物等多学科交叉点,属当今化学学科的前沿领域之一。该课题组为国内最早开展这一领域研究的集体,先后承担了19项国家自然科学基金(包括3项重点基金)、3项国际合作基金、6项教育部基金(包括5项博士点基金和首届优秀青年教师奖励计划)、3项天津市自然科学基金(含1项重点基金)。

    该项目的主要内容有:1.提出了合成单核及多核磁偶合配合物的几种新方法,使设计具有预期磁性的新型化合物能快速方便地实现。共合成了2000多个新型化合物,解析了350多个单晶结构,某些异双、三、四核配合物、金属大环配合物和金属自由基配合物为未见文献报道的新类型配合物。2.在磁偶合配合物的分子磁性研究中归纳出某些新规律,并将分子力学和量子化学计算方法率先应用于多金属偶合体系,为磁偶合体系的分子设计和晶体组装提供了某些指导性信息。3.提出了某些定量评估多核复杂体系磁交换作用的理论处理方法,为阐明结构与磁性内在关系提供了理论依据,同时推广和使用了“非正规自旋态”、“磁轨道正交”、“自旋极化”等预测模型进行分子磁性设计。4.合成一批结构新颖、性质独特的具有高自旋基态的铁磁偶合配合物和金属-自由基配合物,丰富和发展了配合物磁化学和自由基配位化学。5.在国内首次获得分子铁磁体和分子变磁体以及转换温度接近室温并伴有滞后和热致变色现象的自旋转换配合物,向分子磁性材料的实用化迈出了一大步。

    该项研究成果已在美国、德国、英国、法国、日本、瑞士、荷兰、芬兰、加拿大、意大利、澳大利亚等国际化学杂志和“中国科学”、“科学通报”等国内化学杂志上发表论文515篇,其中被SCI收录345篇,被引用1024篇次,其中他引356次。某些论文被多次引用,某些合成方法已被国内外同行仿照使用。

该项目为国家培养了一批从事教育和科学研究的高级人才,其中包括博士后和博士生34人、硕士生52人、国内访问学者11人。

 


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