多齿配体的合成及其配合物的构筑(2)
作为最引人瞩目的分子基磁性材料之一，自旋交叉配合物（SCO）能够对外界刺激（如温度、压力、光照或者磁场）产生响应，实现高自旋基态(HS)和低自旋基态(LS)之间的电子构型互变，从而引发配合物磁性、光学、电学和结构性能等物理化学性质的突变，很有希望在分子水平上实现信息存储。这种材料兼具金属有机配合物体积小，相对密度轻，结构多样化，功能容易调控的优点，在温度传感器、显色器件、信息记忆、光开关等方面拥有极为可观的应用前景。
1.2 配位化学
真正意义上讲，配位化学起源于瑞士化学家文尔纳(Werner)的著作——“对于无机化合物结构的贡献”， 他在1893年的德国《Journal of Inorganic Chemistry》上发表该文章，被公认为是配位化学方面的第一篇经典著作。之后，原本作为无机化学分支的配位化学发展极为迅速，并始终处于无机化学研究的主流。配位化学的优势在于具备了有机化学和无机化学的特点，通过有机配体和金属离子合成各种配合物，形成独特的价键形式和空间结构，而化学键理论的发展、新颖的配合物性能则是当下配位化学的追求目标[5]。
事实上，配位化学迅速发展是依赖于价键理论、量子理论、分子轨道理论等的发展的。1951年二茂铁配合物首次由Wilkinsen和Fisher合成，它打破了传统配位化学的范畴，对配位化学的发展具有里程碑的意义，因此两人共同荣获了1973年的诺贝尔奖。1953年齐格勒和纳塔(Ziegler—Natta)催化剂的合成，对烯烃聚合反应，尤其是对立体选择性聚合反应、烯烃聚合配合物合成具有划时代的意义，加快了对高选择性、高效率的过渡金属配合物催化剂研究，因此两人共同荣获了1963年的诺贝尔化学奖。到了20世纪60年代英国化学家波特(G.orter)和德国化学家艾根(M.Eigen)，提出了溶液中金属配合物的生成机理而获得了1967年的诺贝尔化学奖。目前已有20多位科学家因从事与配位化学有关的研究而获得诺贝尔奖。随后，配位聚合物、分子簇合物等超分子化合物的出现，配位化学出现了蓬勃发展的局面。
以Lehn[6]为首的学者，将超分子化学发展成配位化学的另一个主要领域。超分子化学可定义为分子间弱相互作用和分子组装的化学。它通常是两个以上化合物，通过弱相互作用，诸如氢键、静电作用、短程排斥力、范德华力等，形成具备特殊结构和功能的新化合物。早在20世纪30年代就出现了超分子化学这个名词，便是为了描述具有饱和配位的分子，由于分子间相互作用而产生的新化合物。所以说，更广义的配位化学其实可以定义为：研究两个以上的分子，通过分子结合（binding）作用而形成的另一种新化合物的化学。超分子化学强调了形成过程中分子间的相互作用，而配位化学并不排斥共价键的形成，但一般强调了生成物中，可以明显区别于反应生成配合物的原料分子[7]。
1.3 双稳态分子基磁性材料
自旋交叉配合物是一种具有分子双稳态特性的分子基磁性材料。分子基磁性材料(molecule-based magnetic materials)，又称分子磁性材料，是由分子化合物组成的具有磁学物理特征的材料，其中的分子为开壳层分子，且至少含有一种自旋载体(含未成对电子的顺磁金属离子或自由基)，如大多数过渡金属配合物、有机自由基化合物。分子磁学的基本内容就是研究这些开壳层分子体系的磁行为，包括分子的微观磁性及分子聚集体的宏观磁性。当然，分子磁性材料是涉及物理、化学、材料和生命科学等诸多学科的新兴交叉研究领域[8]。
双稳态是指自旋交叉配合物具有两个稳定态，即高自旋基态有低自旋基态。