2,2 ’-联喹啉 联喹啉 -4,4 ’-二甲酸 二甲酸 -稀土配合物

2014年10月31日

广东第二师范学院本科毕业论文（设计）诚信声明

本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目 2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸-稀土配合物的合成、晶体结构及荧光性质是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文（设计）作者签名：

日期：年月日

2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸-稀土配合物的合成、晶

体结构及荧光性质

摘要

以2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠为原料,在水介质中合成稀土配合物

{[Eu

2(bqdc)

3

(H

2

O)(DMF)

3

]•0.5DMF•H

2

O}n。并使用单晶X-射线衍射分析法测定了

它们的晶体结构。此外,对配合物的荧光性质和配合物的晶体结构进行了研究。并根据所得实验数据,得出配合物的三维结构以及配合物的吸收光谱,并确定其热稳定性质。

关键词:稀土元素配合物结构及性质

Synthese, Crystal Structure and Luminescence of Rare Earth Complex with 2,2’-biquinoline-4,4’

-dicarboxylate

Abstract

2,2 '- biquinoline -4,4' - two formic acid and two sodium as raw material, water in the synthesis of rare earth complexes

{[Eu 2(bqdc)3(H 2O)(DMF)3]•0.5DMF •H 2O}n. And their crystal structures were determined by single crystal X- ray diffraction analysis. In addition, the fluorescence property of complexes and complexes of crystal structure are studied. According to the experimental data, the three-dimensional structure of the complexes and the absorption spectra of the complexes, and determine its thermal stability.

Keywords : Rare earth element, Complex, Structure and property

目录

摘要 ............................................................................................................................................ II 目录 ........................................................................................................................................... IV

1.前言 (1)

2.实验部分 (3)

2.1试剂与仪器: (3)

2.2 稀土配合物的合成 (3)

3.结果与讨论 (3)

3.1晶体结构描述 (3)

3.2 热重分析 (7)

3.3 荧光性质 (7)

4. 结论 (8)

参考文献 (9)

致谢 (11)

1.前言

稀土元素就是元素周期表中镧系元素——镧(La）、铈(Ce）、镨(Pr）、钕(Nd）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）、钆(Gd）、铽(Tb）、镝(Dy）、钬(Ho）、铒(Er）、铥(Tm）、镱(Yb）、镥(Lu），以及与镧系的15个元素密切相关的元素——钇(Y)和钪(Sc)共17种元素。稀土元素具有其独特的电子构型，其 4f 电子处于内层，在外层 5s、5p 等电子的屏蔽作用下，能级受外界影响较小；另一方面，它的自旋耦合常数较大，容易引起 J 能级的分裂，产生各种的电子能级，所以它具有多种的电子能级跃迁类型和光学性质[1-9]。稀土元素和过渡金属元素最大的区别是稀土离子可以生成高配位数的配合物。稀土离子常见的配位数是8和9。稀土离子在结合形成配位键时,键的方向性较弱,对配位数起主要作用的是空间因素,在金属离子与配体相对大小许可的情况下,配位数会在3～12 范围内变动。由于稀土元素的配位数较大,因此生成配合物的多面体也异于过渡金属离子。故稀土配合物所形成的多面体类型很多。

稀土-有机配合物是由有机配体与稀土中心离子通过自组装配位作用而形成的有着特定结构框架的化合物，一般有其确定的一维、二维或三维结构，这种特定结构一般既有稀土离子的特性，也兼具有机配体的特性。最引人注目的是，通过对其有机配体的选择以及自组装，我们可以设计和合成具有特定结构、特定功能的配合物。这种超分子[1-20]思想为化学这门学科提供了新的方向和思路，对化学的未来起到了推动作用。

查阅大量相关文献中可得知，稀土金属配位聚合物的合成、性质等方面的研究相对较少。稀土金属配合物在气体吸附，发光材料，荧光探针和催化剂等领域的应用，已成为热点研究方向。本课题内容是由配体跟稀土金属盐反应合成出荧光稀土配合物，对配合物的结构进行解析并研究其荧光性质。实验预期目标是合成相对应的稀土配合物单晶。

稀土元素的原子因4f电子受到5s25p6的屏蔽作用,它们的能级受外界因素的影响较小,但基于自旋耦合常数较大,能引起J能级分裂;不同稀土离子,因其4f 电子的最低激发态能级与基态能级之间的能量差的差异,致使它们在发光性质上有一定的差别。

其中,除La3+和Lu3+之外的镧系元素离子的4f电子可以在7个4f轨道间随意分布,从而生成各种光谱项和能级,但由于稀土元素位于内层的4f电子能在不同能级之间跳跃,从而生成了大量的吸收和荧光光谱信息。它们的能级跳跃可达20万余次,可以发射红外到紫外各种波长的电磁辐射。三价的镧系稀土离子的颜色分布呈明显的对称性,4f电子为0的La3+离子和4f层全满的Lu3+离子以及半充满的Gd3+离子均为无色。