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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃媚琦
研究生(外文):MEI-CHI, HUANG
論文名稱:含4,4’-bipyridyl-N,N’-dioxide(bpno)配基之金屬配位聚合物的合成、結構解析與性質量測
論文名稱(外文):Synthesis, Structural Characterization and Properties of Metal Coordination Polymers with 4,4’-bipyridyl-N,N’-dioxide (bpno) and Oxygen-Containing Ligands
指導教授:王志傑王志傑引用關係
指導教授(外文):CHIH-CHIEH, WANG
口試委員:王志傑呂世伊楊恩哲
口試委員(外文):CHIH-CHIEH, WANGSHIH-I, LUEN-CHE, YANG
口試日期:2015-06-25
學位類別:碩士
校院名稱:東吳大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:162
中文關鍵詞:金屬配位聚合物
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本論文之研究主題為利用傳統合成法合成新穎的混配基金屬錯合物,並利用紅外線光譜儀(IR)、元素分析儀(EA)和X光單晶繞射儀(X-ray)來進行結構組成之鑑定;在性質方面,熱重量分析儀(TGA)來研究其熱穩定性以及X 光粉末繞射儀(PXRD)觀察晶相變化,進一步探討金屬配位聚合物的應用性。所使用的配基包括:
4,4’-bipyridyl-N,N’-dioxide (bpno)
Potassium thiocyanate (KNCS)
Terephthalic acid, disodium salt (Na2BDC)
2,6-Naphthalenedicarboxlic acid, dipotassium salt (K22,6-NDC)
3,4-Dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione (H2C4O4)
Croconic acid, disodium salt (Na2C5O5)

成功合成出五系列共十個結構新穎的混配基金屬配位聚合物:
(一) [Cd(bpno)(NCS)2]n (1)
(二) [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2)
[Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3)
(三) [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4)
{[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5)
{[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6)
(四) {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n(7)
{[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n(8)
[Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n(9)
(五) [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno) (10)

化合物1乃三維金屬有機骨架,化合物2則為一維結合單體的超分子骨架,化合物3 為二維結合一維結構的超分子骨架;化合物4、5皆為二維結構,化合物 6為一維結構;而化合物 7、8皆為一維類梯子狀結構,化合物 9則為二維結構;化合物 10則是單體結構。上述共五系列結構中包含有單體、一維、二維及三維的骨架,其中單體、一維及二維結構主要都是藉由氫鍵及-作用力來堆疊成三維的超分子骨架。

ABSTRACT
This thesis describes the synthesis, structural characterization and thermal stability of ten metal coordination polymers by using different metal ions with 4,4’-bipyridyl-N,N’-dioxide (bpno) and oxygen-containing or nitrogen-containing ligands, including KNCS (Potassium thiocyanate), Na2BDC (Terephthalic acid , disodium salt), K22,6-NDC (2,6-Naphthalenedicarboxlic acid, dipotassium salt), H2C4O4 (3,4-Dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione), Na2C5O5 (Croconic acid, disodium salt). All of them were prepared in conventional solution method and fully characterized by Infrared Spectroscopy, elemental analysis, single-crystal X-ray diffraction method. Their thermal stability and solvent adsorption properties are studied by thermogravimetric (TG) analysis, and in-situ powder X-ray diffraction method. The chemical formulae of ten complexes are described as follows, including: [Cd(bpno)(NCS)2]n (1), [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2), [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3), [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4), {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5), {[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6), {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n(7), {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n(8), [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n(9), and [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno) (10). Compound 1 exhibits a three-dimensional (3D) metal-organic framework. In compound 2, the 3D supramolecular architecture is composed of two parts, a monomer and a one-dimensional (1D) polymeric chain, where, in compound 3, the 3D supramolecular architecture is composed of a 1D polymeric chain and a two-dimensional (2D) grid-like framework. Compound 4 and compound 5 are both 2D metal-organic frameworks (MOF). Compound 6 is a 1D chain-like coordination polymer, where compounds 7 and 8 are both 1D ladder-like coordination polymers. The structure of 9 is a 2D MOF. Compound 10 is a monomer structure. Hydrogen bonding and - interactions play important roles on the stabilization of these 3D supramolecular architectures.

目錄
頁次
本文之圖表目錄 VI
附錄之圖表目錄 XII
中文摘要 XIV
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2 配位基簡介 8
1-2.1 bpno 8
1-2.2 KSCN 9
1-2.3 H2C4O4 10
1-2.4 Na2C5O5 11
1-2.5 Na2BDC 13
1-2.6 2,6-K2NDC 14
1-3 研究方法 15
1-3.1實驗合成 15
1-3.2試藥與儀器 15
1-3.2.1 試藥 15
1-3.2.2 儀器 16
1-3.3 元素分析 17
1-3.4 熱重分析 17
1-3.5 溶劑循環吸脫附 18
1-4 研究方向 19
第二章 [Cd(bpno)(NCS)2]n之結構解析與性質量測 20
2-1 實驗合成步驟 20
2-2 實驗的合成與鑑定 21
2-3 晶體數據之收集與處理 22
2-4晶體之結構解析 24
2-5 熱重分析實驗 27
2-6 In-situ X-ray粉末繞射實驗 28
第三章 含bpno、Rigid groups O-ligands的 鈷金屬配位聚合物之結構解析及性質量測 29
3-1 實驗合成步驟 29
3-2 實驗的合成與鑑定 30
3-2.1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2)的合成與鑑定 30
3-2.2 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3)的合成與鑑定 31
3-3 晶體數據之收集與處理 32
3-3.1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2) 晶體數據之收集與處理 32
3-3.2 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3) 晶體數據之收集與處理 34
3-4 晶體之結構解析 36
3-4.1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)之結構解析 36
3-4.2 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3)之結構解析 40
3-5 熱重分析實驗 44
3-5.1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2)之熱重分析實驗 44
3-5.2 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3)之熱重分析實驗 45
3-6 In-situ X-ray粉末繞射實驗 46
3-6.1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2) In-situ X-ray粉末繞射實驗 46
3-6.2 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3)In-situ X-ray粉末繞射實驗 47
3-7溶劑分子之循環吸脫附實驗 48
3-7.1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O) (2)溶劑分子之循環吸脫附實驗 48
3-7.2 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] (3)溶劑分子之循環吸脫附實驗 49
第四章 含bpno及C4O42- 配基 金屬配位聚合物之結構解析及性質量測 50
4-1 實驗合成步驟 50
4-2 實驗的合成與鑑定 51
4-2.1 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4)的合成與鑑定 51
4-2.2 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5)及{[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6)的合成與鑑定 52
4-3 晶體數據之收集與處理 53
4-3.1 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4)晶體數據之收集與處理 53
4-3.2 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5)晶體數據之收集與處理 55
4-3.3{[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6)晶體數據之收集與處理 57
4-4 晶體之結構解析 59
4-4.1 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4)之結構解析 59
4-4.2 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5)之結構解析 62
4-4.3{[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6)之結構解析 65
4-5 熱重分析實驗 69
4-5.1 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4)之熱重分析實驗 69
4-5.2 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5)之熱重分析實驗 70
4-5.3{[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6)之熱重分析實驗 71
4-6 In-situ X-ray粉末繞射實驗 72
4-6.1 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n (4)之In-situ X-ray粉末繞射實驗 72
4-6.2 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n (5)之In-situ X-ray粉末繞射實驗 73
4-6.3{[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n (6)之In-situ X-ray粉末繞射實驗 74
4-7溶劑分子之循環吸脫附實驗 75
4-7.1 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O (5)溶劑分子之循環吸脫附實驗 75
第五章 含C4O42- groups O-ligands的 鑭系金屬配位聚合物之結構解析及性質量測 76
5-1 實驗合成步驟 76
5-2 實驗的合成與鑑定 77
5-2.1 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n (7)的合成與鑑定 77
5-2.2 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n (8)及[Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n (9)的合成與鑑定 78
5-3 晶體數據之收集與處理 79
5-3.1 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n (7)晶體數據之收集與處理 79
5-3.2 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n (8)晶體數據之收集與處理 81
5-3.3 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n (9)晶體數據之收集與處理 83
5-4 晶體之結構解析 85
5-4.1 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n (7)之結構解析 85
5-4.2 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n (8)之結構解析 90
5-4.3 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n (9)之結構解析 93
5-5 熱重分析實驗 96
5-5.1 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n (7)之熱重分析實驗 96
5-5.2 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n (8)之熱重分析實驗 97
5-5.3 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n (9)之熱重分析實驗 98
5-6 In-situ X-ray粉末繞射實驗 99
5-6.1 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n (7)In-situ X-ray粉末繞射實驗 99
5-6.2 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n (8)In-situ X-ray粉末繞射實驗 100
5-6.3 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n (9)In-situ X-ray粉末繞射實驗 101
第六章 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno) 之結構解析與性質量測 102
6-1 實驗合成步驟 102
6-2 實驗的合成與鑑定 103
6-3 晶體數據之收集與處理 104
6-4 晶體之結構解析 106
6-5 熱重分析實驗 110
6-6 In-situ X-ray粉末繞射實驗 111
第七章 總結 112
參考文獻 114
附錄 118

本文之圖表目錄
圖 1-1 金屬配位聚合物之結構示意圖..............................................................2
圖 1-2 金屬配位聚合物之結構示意圖..............................................................3
圖 1-3 金屬配位聚合物之結構示意圖..............................................................3
圖 1-4 (左圖)不同配位數的可能幾何形狀;(右圖)不同的金屬配位幾何結構搭配直線型配基可能的結構骨架.......................................................................4
圖 1-5 常見之中性含氮有機配基......................................................................5
圖 1-6 常見之帶負電含氧有機配基..................................................................6
圖 1-7 孔洞性化合物對於氣體分子的吸附圖..................................................7
圖 1-8 4,4’-bipyridyl-N,N’-dioxide之分子結構圖.............................................8
圖 1-9 bpno之鍵結模式示意圖..........................................................................9
圖 1-10 SCN-與金屬鍵結的模式...................................................................9, 10
圖 1-11 squarate dianion之鍵結模式示意圖....................................................11
圖 1-12 crononate dianion 之鍵結模式示意圖.................................................12
圖 1-13 Terephthalic acid, disodium salt之分子結構圖...................................13
圖1-14 1,4-benzene-dicarboxylate之鍵結模式示意圖 (a) monodentate, (b) bis-monodentate, (c) monodentate/chelating, (d) bis-chelating............................13
圖 1-15 2,6-Naphthalenedicarboxlic acid, dipotassium salt之分子結構圖........14
圖 1-16 2,6-Naphthalenedicarboxlic ion之鍵結模式示意圖...........................14
圖 1-17 Perkin-Elmer CHN 2400 型之儀器構造圖.........................................17
圖 1-18 Perkin-Elmer Pyris 1 TGA 熱重分析儀之儀器構造圖.....................18
圖 1-19 載流氣體交換瓶................................................................................18
表 2-1 鎘(II)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據..........................23
圖 2-1 [Cd(bpno)(NCS)2]n的分子結構圖...........................................................24
圖 2-2 [Cd(bpno)(NCS)2]n之之一維結構圖......................................................24
圖 2-3 [Cd(bpno)(NCS)2]n之二維結構圖...........................................................25
圖 2-4 [Cd(bpno)(NCS)2]n 由二維延伸至三維的金屬有機骨架......................25
表 2-2 [Cd(bpno)(NCS)2]n於二維平面結構之氫鍵之鍵長(Å )鍵角(°)..........25
圖 2-5 [Cd(bpno)(NCS)2]n之氫鍵作用力示意圖...........................................25
圖 2-6 [Cd(bpno)(NCS)2]n之結構堆積圖.........................................................26
圖 2-7 [Cd(bpno)(NCS)2]n之熱重分析曲線圖.................................................27
圖 2-8 [Cd(bpno)(NCS)2]n 之變溫粉末繞射圖.................................................28
表 3-1 鈷(II)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據..........................33
表 3-2鈷(II)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據.........................35
圖 3-1 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)的分子結構圖.........36
圖 3-2 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2]之一維魚骨狀結構………………………....37
圖 3-3 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2]之一維鏈狀結構內之-堆積作用力..........37
圖 3-4 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)之二維層狀結構......38
圖 3-5 化合物2之二維層狀平面的氫鍵作用力示意圖…..…….……….......38
表 3-2 形成二維層狀平面之氫鍵作用力之鍵長(Å)及鍵角(°)數據…...……38
圖 3-6 化合物2之三維堆疊形式……………..…………………………........39
圖 3-7 化合物2之三維氫鍵示意圖..................................................................39
表 3-3三維超分子結構之氫鍵作用力之鍵長(Å)與鍵角(°)數據.......………..39
圖 3-8 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H¬2O)2]的分子結構圖........40
圖 3-9 [Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2]之基礎架構單元........................................41
圖 3-10 [Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2]之二維網狀結構......................................41
圖 3-11 [Co(2,6-NDC)(H2O)4]之一維鏈狀結構.................................................41
圖 3-12 一維鏈狀整齊排列成二維平面狀.....................................................42
圖 3-13 一維鏈狀間藉由一組氫鍵作用力形成二維結構.............................42
表 3-4 [Co(2,6-NDC)(H2O)4]於二維平面結構之氫鍵作用力之鍵長(Å )鍵角(°)數據.......................................................................................................................42
圖 3-14三維結構堆積模式圖.........................................................................43
圖 3-15 存在於三維結構的氫鍵作用力........................................................43
表 3-5 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2] 於三維超分子結構之氫鍵作用力之鍵長(Å )鍵角(°)數據...............................................................43
圖 3-16 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)之熱重分析曲線圖44
圖 3-17 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2]之熱重分析曲線圖......................................................................................................................45
圖 3-18 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)之變溫粉末繞射圖46
圖 3-19 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2]之變溫粉末繞射圖………………………………………………………………………….….47
圖3-20 化合物2之水分子吸脫附循環圖譜…….………………………….…48
圖3-21 化合物3之水分子吸脫附循環圖譜…………………………………..49
表 4-1 鎘(II)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據..........................54
表 4-2 鈧(III)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據.........................56
表 4-3 鈧(III)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據.........................58
圖 4-1 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n的分子結構圖................................................59
圖 4-2 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n 之基礎架構單元.......................................60
圖 4-3 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n 之Building Unit數據資料.......................60
圖 4-4 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n 之三維堆疊模式.......................................61
圖 4-5 二維平面間之π-π堆積作用力位置及相關數據.............................61
圖 4-6 存在於三維結構的氫鍵作用力........................................................61
表 4-4 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n於三維結構的氫鍵作用力之鍵長(Å )及鍵角(°)數據....................................................................................................61
圖 4-7 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O之金屬的分子結構圖................62
圖 4-8 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O之基礎架構單元.....................62
圖 4-9 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O之(a)二維網狀結構與(b)三維結構堆積模式圖.....................................................................................................63
圖 4-10存在於三維結構的氫鍵作用力............................................................63
表 4-4 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]於三維結構的氫鍵作用力之鍵長(Å)及鍵角(°)................................................................................................................63, 64
圖4-11 (a)三維結構當中含有一維孔道存在(b)孔道當中佔有客體水分子.....64
圖 4-12 [Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2] 之分子結構圖.................................65
圖 4-13(a) [Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2] 之一維皺折狀結構(b) [Sc (bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2] 之一維側面圖.................................................66
圖 4-14 一維結構中存在之四組氫鍵作用力...............................................66
圖 4-15 一維結構以AAA方式排列形成二維網狀結構.............................67
圖 4-16 二維架構中存在三組氫鍵作用力………………………………...67
圖 4-17 三維結構中存在之三組氫鍵作用力…………………………..….68
表 4-6 [Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]氫鍵之鍵長(Å )鍵角(°)表..............68
圖 4-18 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n 之熱重分析曲線圖.................................69
圖 4-19 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O 之熱重分析曲線圖..................70
圖 4-20 [Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2] 之熱重分析曲線圖.....................71
圖 4-21 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n 之變溫粉末繞射圖.................................72
圖 4-22 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O之變溫粉末繞射圖...................73
圖 4-23 [Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2] 之變溫粉末繞射圖.....................74
圖 4-24 [Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O之水分子吸脫附循環實驗.......75
表 5-1 釹(III)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據...................79, 80
表 5-2 鈥(III)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據...….................82
表 5-3 鈥(III)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據.......................84
圖 5-1 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n之分子結構圖.......................................85
圖 5-2 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n 之一維鏈狀結構…………….........86
圖 5-3 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n 之二維網狀架構..............................86
圖 5-4 二維網狀平面之π-π堆積作用力位置及相關數據...........................87
圖 5-5 存在於二維結構的氫鍵作用力..........................................................87
表5-4 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n於二維結構之氫鍵之鍵長(Å )鍵角(°)…………………………………………………………………………....87, 88
圖 5-6三維結構堆積模式圖...........................................................................88
圖5-7 二維層狀間π-π堆積作用力位置及相關數據....................................89
圖 5-8 存在於三維結構的氫鍵作用力...........................................................89
表5-5 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n於三維結構之氫鍵之鍵長(Å )鍵角(°)..89
圖 5-9 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n之分子結構圖............................90
圖 5-10 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n 之一維鏈狀結構.....................90
圖5-11 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n之二維層狀結構及氫鍵示意圖..........................................................................................................................90
表5-6 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n於二維結構之氫鍵之鍵長(Å)及鍵角(°) .....................................................................................................................90
圖 5-12三維結構堆積模式圖............................................................................92
圖 5-13 存在於三維結構的氫鍵作用力...........................................................92
表5-7 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n於三維結構之氫鍵之鍵長(Å)及鍵角(°) ....................................................................................................................92
圖 5-14 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n之中心金屬的配位環境....................................93
圖 5-15 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n 之一維鏈狀結構...............................................93
圖 5-16 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n 之二維層狀結構...............................................94
圖 5-17 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n 結構中的二維平面間藉由disorder的C4O42-連接之示意圖...........................................................................................................94
圖 5-18 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n 之二維具孔道結構..........................................94
圖 5-19 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n之三維堆積模式示意圖...................................95
圖 5-20 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n之三維結構堆積圖...........................................95
圖 5-21 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n 之熱重分析曲線圖.........................96
圖 5-22 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n 之熱重分析曲線圖...............97
圖 5-23 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n 之熱重分析曲線圖..........................................98
圖 5-24 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n之變溫粉末繞射圖...........................99
圖 5-25 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n 之變溫粉末繞射圖...............100
圖 5-26 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n 之變溫粉末繞射圖...............101
表 6-1 釤(III)金屬離子與配基鍵結之鍵長(Å)與鍵角(°)數據...............103, 105
圖 6-1 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)的配位環境..............106
圖 6-2 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)的二維平面結構......107
圖 6-3 存在於二維平面結構的氫鍵作用力...................................................107
表6-2 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)於二維平面結構之氫鍵之鍵長(Å )鍵角(°) ............................................................................................107
圖 6-4三維結構堆積模式圖............................................................................108
圖6-5 二維平面間之π-π堆積作用力位置及相關數據................................108
圖6-6 存在於三維結構的氫鍵作用力...........................................................109
表6-3 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)於三維結構的氫鍵之鍵長(Å )鍵角(°) .....................................................................................................109
圖6-7 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)之熱重分析曲線圖....110
圖6-8 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)之變溫粉末繞射圖....111

附錄之圖表目錄

附錄A IR光譜圖
圖A-1 4,4’-bipyridyl-N,N’-dioxide(bpno)之IR光譜...................................118
圖A-2 Potassium thiocyanate (KSCN)之IR光譜.........................................118
圖A-3 Terephthalic acid, disodium salt(Na2BDC)之IR光譜.........................119
圖A-4 2,6-Naphthalenedicarboxlic acid, dipotassium salt(2,6-NDC)之IR光譜………………………………………………………………………………119
圖A-5 3,4-Dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione(H2C4O4)之IR光譜............120
圖A-6 Croconic acid, disodium salt(Na2C5O5)之IR光譜.............................120
圖A-7 [Cd(bpno)(NCS)2]n(1)之IR光譜........................................................121
圖A-8 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)(2)之IR光譜........121
圖A-9 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2](3)之IR光譜......122
圖A-10 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n(4)之IR光譜............................................122
圖A-11 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n(5)之IR光譜.........................123
圖A-12 {[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n(6)之IR光譜...........................123
圖A-13 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n(7)之IR光譜...................................124
圖A-14 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n(8)之IR光譜........................124
圖A-15 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n(9)之IR光譜....................................................125
圖A-16 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)(10)之IR光譜…..125
附錄B 分子結構圖
圖B-1 [Cd(bpno)(NCS)2]n(1)之分子結構圖..................................................126
圖B-2 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)(2)之分子結構圖...127
圖B-3 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2](3)之分子結構圖.........................................................................................................................128
圖B-4 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n(4)之分子結構圖.......................................129
圖B-5 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n(5)之分子結構圖..................130
圖B-6 {[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n(6)之分子結構圖.....................131
圖B-7 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n(7)之分子結構圖...........................132
圖B-8 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n(8)之分子結構圖..................133
圖B-9 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n(9)之分子結構圖...............................................134
圖B-10 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)(10)之分子結構圖..135
附錄C 晶體數據表
表C-1 [Cd(bpno)(NCS)2]n(1) 之晶體數據......................................................136
表C-2 [Co(bpno)(BDC)(H2O)2][Co(H2O)6](BDC)(H2O)(2)之晶體數據........138
表C-3 [Co(2,6-NDC)(H2O)4][Co(bpno)(2,6-NDC)(H2O)2](3)之晶體數據.....141
表C-4 [Cd(bpno)(C4O4)(H2O)2]n(4)之晶體數據..............................................144
表C-5 {[Sc(bpno)(H(C4O4)2)(H2O)2]•2H2O}n(5)之晶體數據..........................146
表C-6 {[Sc(bpno)(C4O4)(C2O4)0.5(H2O)2]}n(6)之晶體數據............................148
表C-7 {[Nd2(C4O4)3(H2O)11]•2(H2O)}n(7)之晶體數據...................................151
表C-8 {[Ho(C2O4)0.5(C4O4)(H2O)4]•2(H2O)}n(8)之晶體數據.........................153
表C-9 [Ho(C4O4)1.5(H2O)3]n(9)之晶體數據....................................................157
表C-10 [Sm2(C5O5)2(H2O)14][Sm2(C5O5)4(H2O)10](bpno)(10)之晶體數據....160



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