25、分子设计与配位聚合物的研究进展

分子设计与配位聚合物的研究进展

1. 相关理论基础

在化学研究中，有一些重要的理论和概念为后续的研究奠定了基础。比如，有这样两个方程：
- (X_M = I - \eta)
- (\text{script} Z = \frac{Z}{r_k^2} - 7.7X_z + 8.0)

在第一个方程中，(X_M) 代表 Mulliken 电负性，(I) 和 (A) 分别是电离能和电子亲和能，(\eta) 是 Lewis 酸的绝对硬度。第二个方程有两个参数，(\text{script} Z) 表示 Lewis 酸强度的标度，参数 (\frac{Z}{r_k^2}) 与静电力相关（(Z) 是原子核电荷，(r_k) 是离子半径），另一个参数 (X_Z) 与共价键强度相关，是 Zhang 提出的价态元素的电负性。通过这些方程计算得到的硬度具有一定参考价值，但对于三价镧系离子硬度的计算值相对较低，而实际上它们是相当硬的酸。

2. 分子识别与超分子化学的起源

1967 年，Pedersen 首次成功合成了冠醚，并研究了它们与金属离子的选择性结合行为，为大环化合物的研究开辟了新领域。冠醚能够像生物中酶与底物的反应一样选择性地结合金属离子，这表明它具有分子识别功能。随后，Cram 合成并研究了一系列光学活性冠醚，以冠醚为主体（受体）选择性地结合作为客体（底物）的离子或分子，从而建立了主 - 客体化学。大环化合物不仅能识别金属离子或分子，还能通过分子间的非共价结合力组装形成具有新性质和新功能的聚集体。这种组装聚集体不再是单个分子，其组装驱动力是非共价力，与分子内的共价键不同。Lehn 在分子识别和组装研究过程中提出了超分子化学的概念，他们三人因在该领域的开创性贡