论文摘要：重稀碱金属铯化合物的合成、表征及热力学性质研究

　　近年来，随着高新技术产业的迅猛发展，人们对重稀有碱金属及其化合物的性质和应用的研究也不断深入，尤其是在生物化学、分子生物学和环境科学等方面的研究十分引人注目。而重稀碱金属铯化合物结构的研究，对探索其在生物相关的基团中的模板效应具有很重要的意义。论文的第一部分对稀碱金属铯的分离分析方法，应用，生理功能及配位作用的研究进展进行了综述。 　　本论文第二部分利用与生物体相关的有机酸性化合物，通过酸碱中和反应，合成新的铯配合物，分别是天门冬氨酸铯，邻苯二甲酸氢铯，对苯二甲酸铯，5一磺基水杨酸铯，3，5-二硝基水杨酸铯，2，4-二硝基苯酚铯。通过元素分析，红外光谱，拉曼光谱及粉晶X射线衍射，对所合成的配合物进行了物理化学表征，并用X-射线单晶衍射分析法研究这些新合成的铯配合物的单晶结构。这些配合物的晶胞参数如下，邻苯二甲酸氢铯属于正交晶系，Pca2_1空间群，晶胞参数a=1.0659（5）nm，b=1.2768（6）nm，c=O.6556（3）nm；对苯二甲酸铯属于单斜晶系，P2_1/n空间群，晶胞参数a=O.8585（6）nm，b=1.7491（13）nm，c=O.9895（7）nm，β=91.089（1O）ˉ0；5-磺基水杨酸铯属于单斜晶系，P2_1/c空间群，晶胞参数a=O.9682（3）nm，b=O.7317（2）nm，c=1.4358（4）nm，β=90.641（4）ˉ0；3，5-二硝基水杨酸铯属于单斜晶系，P2_1/c空间群，晶胞参数a=O.7710（2）nm，b=O.7387（2）nm，c=1.7644（5）nm，β=95.920（4）ˉ0；2，4-二硝基苯酚铯属于单斜晶系，P2_1/c空间群，晶胞参数a=O.58412（11）nm，b=2.1715（2）nm，c=O.76285（15）nm，β=95.920（4）ˉ0。各配合物中金属与配位原子氧之间的配位键长范围较宽，金属离子的配位数各不相同，配位环境也不相同，并且每种配合物受不同的静电效应和空间效应的影响。所合成配合物的结构数据表明：铯在配合物中不具有标准的配位数，而半径较小的碱金属钾和钠在与氧原子成键时，却具有非常规则的多面体几何构型，所以铯对有机物质的模板效应没有影响，这有助于研究铯离子在生物体中的毒性和其它作用。所合成的铯的配合物均具有三明治的夹心层状结构，阳离子和极性基团处于三明治结构的中心，芳环分别从上下包围。而层状结构的有机体主要受空间效应和静电引力的影响，通过分子间作用力进行堆积。 　　论文第三部分利用5-氨基四唑与氢氧化铯溶液反应，合成了对称性很高的5-氨基四唑铯配合物。通过元素分析，红外光谱，拉曼光谱及X射线粉晶衍射对其进行了物理化学表征。并研究了其晶体结构。该晶体属正交晶系，空间群Pnma，晶胞参数a=O.8114（4）nm，b=O.6907（4）m，c=O.9122（5）n/m，该物质分子间通过氢键、金属离子与N原子的桥连接及分子间作用力，形成三维结构，增加了结构的稳定性。 　　此外，我们采用微量热技术，根据Hess定律，设计热化学循环过程，测定了天门冬氨酸铯，邻苯二甲酸氢铯，对苯二甲酸铯和5-氨基四唑铯在298.15K时的标准摩尔生成焓。通过测定这些配合物在水或氢氧化铯水溶液中的溶解焓，并根据CsOH（aq）和相应的有机化合物的标准摩尔生成焓，利用热力学函数关系，计算得到这些新配合物的标准摩尔生成焓。 　　本论文合成了一系列铯配合物，通过对其进行物理化学表征，丰富了铯配合物的性质、种类以及物理化学数据，并对其模板作用作了尝试性的解释。通过测定其标准摩尔生成焓，对铯化学的研究提供了重要的基础热力学数据。