同多化合物概论
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第1章 绪论

同多化合物是由同种含氧酸根缩合而成的同多阴离子构成的化合物,与杂多化合物一样,均为多金属氧簇的重要组成。

首例同多化合物的研究报道已很难考证,但现有文献表明,由于自然界存在同多阴离子——十钒氧簇阴离子构成的矿物:橙钒钙矿(Ca3V10O28·17H2O)、水钒镁钾石(K2Mg2V10O28·17H2O)和水钒镁钠石(Na4MgV10O28·24H2O),因此,人们在很早就开始了对十钒氧簇阴离子的研究,但当时的研究仅限于对其性质的探索,而对其结构却很少涉及。1903年,Dullberg等人提出在溶液中存在HV6六钒氧簇阴离子,但直到现在也没有得到具有独立结构的六钒氧簇阴离子形成的化合物。1952年,Linqvist通过对Na7HNb6O19·16H2O的研究,首次描述了六铌氧簇阴离子的结构,这是首例报道的结构明确的同多阴离子构成的化合物。随着研究工作的不断深入,不同核数、不同结构类型的新型同多金属氧簇阴离子构成的化合物不断被报道出来。迄今,已报道的同多金属氧簇按所含金属核数划分有二金属氧簇、三金属氧簇、四金属氧簇、五金属氧簇、六金属氧簇、七金属氧簇、八金属氧簇、九金属氧簇、十金属氧簇以及更高金属核数的同多金属氧簇阴离子。到目前为止,已报道的含有最多金属核数的同多金属氧簇化合物为Na48[HxMo368O1032(H2O)240(SO448]Ca·1000H2O,其阴离子包含了368个钼原子。

在相同金属核数的同多金属氧簇中,氧原子个数的不同将会导致金属氧簇结构的不同及性质的改变;在原子组成相同的金属氧簇中,还可能存在同分异构体;而且还存在大量的配位聚合物,这就构成了目前同多化合物领域丰富多彩的结构化学。

由于同多金属氧簇结构的多样性,本书在编写过程中材料取舍非常踌躇,后经反复斟酌,形成如下编写思路。

(1)分类

由于同多阴离子的结构类型很丰富,很多阴离子结构难以归属于某一种结构类型,因此,在本书中,以同多阴离子中金属原子的个数为分类依据,具有相同金属原子个数的阴离子归为一类,其组成和结构的差异作为同分异构体或相关化合物介绍。

(2)范围

由于本书以同多阴离子内金属原子个数作为分类依据,因此,本书中只介绍了阴离子内金属原子个数明确的化合物,而金属原子个数难以确定的化合物,例如多维结构化合物不在本书介绍之列。另外,本书介绍的同多化合物主要是由过渡元素钒、铌、钼和钨形成的,而其他元素构成的少量化合物不在介绍范围内。

(3)历史

在编写过程中,我们曾试图考证清楚每一种结构类型的同多阴离子首次报道的时间以及形成的过程,但后来发现,由于该类化合物的历史悠久以及文献有限,这一目标难以实现,因此在书中只对部分可以查到的作了简介。