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在过去的二十年间,由于单分子磁体在高密度信息存储、量子计算和分子自旋电子学等方面具有广泛的应用前景,它们已成为分子磁性材料研究的热点。2003年,Ishikawa等人首次报道了单核镧系配合物具有单分子磁体性质,随后这些化合物被称之为单离子磁体。近年来,基于过渡金属单离子磁体的研究得到了众多研究者的关注。在低配位的过渡金属配合物中,弱配位场使激发态和基态之间形成较小的能量差,产生较大的自旋-轨道耦合,提高了磁各向异性。因此,目前所报道的过渡金属单离子磁体主要为低配位化合物,比如二、三、四、五和六配位。本论文主要研究高配位过渡金属配合物的磁性质,并且探讨了不同结构与磁性的关系。主要包括以下四个方面的内容：一、八配位双[12]-冠-4钴(Ⅱ)单离子磁体利用[12]-冠-4配体及不同的抗衡阴离子,我们合成了三种结构类似的单核Co(Ⅱ)配合物[CoⅡ(12C4)2](I3)2(12C4) (1), [CoⅡ(12C4)2](ClO4)2·2(CH3CN) (2)和[CoⅡ(12C4)2](BPh4)2(3),并对其进行了结构表征和磁性研究。配合物1-3均具有四方反棱柱的结构,其中配合物2出现了结构无序,配合物3在不对称单元中存在两种畸变程度不同的分子。磁性数据、EPR测试以及理论计算都表明配合物1具有较大且负的零场分裂能D。对于配合物2和3,磁性数据表明两个配合物同样具有负的零场分裂能D。配合物1-3都表现出场致单分子磁体行为,自旋有效翻转能垒分别为17.0 cm-1、20.7 cm-1和36.1 cm-1。这种八配位的四方反棱柱构型的单核Co(Ⅱ)配合物代表了首例高配位的过渡金属单离子磁体。二、七配位钴(Ⅱ)单离子磁体1.合成了两例七配位单核Co(Ⅱ)配合物[Co(L)3(NO3)2] (L=4-tert-butyl-pyridine,4; L=isoquinoline,5),并进行了结构表征。配合物4和5的配位构型均为畸变的五角双锥。直流磁性数据表明两个配合物具有易面磁各向异性(D>0)和较小的横向零场分裂能E,且得到了高场电子顺磁共振(HFEPR)波谱的证实。在外加直流场下,配合物4和5均呈现缓慢的磁弛豫行为。2.研究了具有七配位的4：3构型单核Co(Ⅱ)配合物[Co(12C4)(NO3)2](6)。两个N03-配体中3个配位O原子形成的平面与[12]-冠-4中4个O原子的平面几乎平行,而磁性中心Co(Ⅱ)位于两个平面中间,形成了夹心三明治的构型。磁性测试表明配合物6具有单轴磁各向异性(D<0),在800 Oe外加直流场下表现出慢磁弛豫现象,自旋有效能垒值Ueff为18.4 cm-1。三、不同阳离子对[Co(NO3)4]2配位构型及磁动力学的影响利用三种不同的阳离子AsPh4+、MePPh3+和PPh4+,合成了三个单核Co(Ⅱ)配合物(AsPh4)2[Co(NO3)4] (6)、(MePPh3Br)2[Co(NO3)4] (7)和(PPh4)2 [Co(NO3)4]·CH2Cl2 (8),并对其进行了结构表征。配合物6中[Co(NO3)4]2结构是八配位,而在配合物7和8中[Co(NO3)4]2结构却是七配位。配合物7和8具有场致单分子磁体性质,而配合物6在1.8 K以上没有表现出慢磁弛豫现象。四、六配位钴(Ⅱ)单离子磁体利用吡啶和3-甲基吡啶配体得到了两种具有八面体构型的单核Co(Ⅱ)配合物[Co(L1)3(NO3)2]·(Li)2 (L1=pyridine,10)和[Co(L2)3(NO3)2] (L2=3-methylpyridine,11)。直流磁性质表明配合物10和11均具有易面磁各向异性(D>0)；交流磁化率表明这两例配合物都是场致单分子磁体。对于配合物10,在高温区,奥巴赫过程对弛豫过程的贡献最大；中温区的主要弛豫过程是拉曼过程；在低温区,直接过程占主导。五、六配位锰(Ⅲ)单离子磁体利用二苯甲酰基甲烷(dbm-)配体,合成了三例八面体构型的单核Mn(Ⅲ)配合物[Mn(dbm)3] (12),[Mn(dbm)2(L)2](C104) (L=二甲亚砜,13；L=吡啶,14),并研究它们的磁性质。配合物12-14都呈现出扬-泰勒畸变的伸长型八面体构型。通过同时拟合直流磁化率和磁化强度数据表明配合物12-14具有负值的零场分裂能D。配合物12-14在施加直流场下都表现出单分子磁体行为。配合物14的自旋有效能垒值Ueff达到了18.5 cm-1,高于文献报道的Mn(Ⅲ)单离子磁体。