近年,N杂环及其衍生物金属配合物已在磁学、能量储存、生物活性、气体吸附、离子交换等方面广泛应用,因而成为活跃的前沿热点课题。本文采用水热法,选择吡唑–3–甲酸和氰基为第一配体,联吡啶、联吡啶和1,10–邻菲罗啉为第二配体,选择四种不同的金属Cu²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Co²⁺,成功合成了四种新型金属配合物,对所合成新配合物通过实验方法表征,探究其结构和性质;同时对文献中合成的配合物,通过理论学方法探讨了结构和性质的相关性。主要研究结果如下:（1）采用水热法合成两种配合物[Cu（pca）（2,2’–bpy）H₂O]₂·2H₂O（1）和[Cu（pca）（4,4’–bpy）]_n（2）(pca²⁺=吡唑–3–甲酸根离子,联吡啶,4,4’–bpy联吡啶)。配合物1为双核金属簇,每个Cu离子为六配位模式,几何环境呈扭曲的八面体,通过氢键相互连接成为2D–氢键超分子层状结构。而在配合物2中铜离子配位模式为五配位,呈四方锥形。在2中作为第一配体pca^2–离子和第二配体4,4’–bpy同时桥联金属铜离子导致形成了一个二维配位聚合物层结构。由于第二配体的改变,使得配合物1中金属与金属的距离长于配合物2中的距离。反铁磁相互作用,会随着分子中金属与金属距离的加长而减弱。测试了两个配合物对四种菌的抑菌活性,结果表明配合物1与配合物2的生物活性较好。（2）采用水热法合成两种配合物[Ni（1,10–phen）₂Fe（CN）₄]_n（3）与[Fe₂（1,10–phen）₄（CN）₄Co₂（1,10–phen）₂Fe（CN）₆]_n（4）（1,10–phen=1,10–邻菲罗啉）。在配合物3中,以1,10–邻菲罗啉作为第二配体,铁离子和镍离子经氰基第一配体交替桥联形成得到一维齿状链结构。在配合物4中,氰基桥联铁离子与钴离子形成由多核结构单元Fe₂（1,10–phen）₄（CN）₄Co₂（1,10–phen）₂Fe（CN）₆]构成的阶梯形链。金属离子的改变调节了配合物3的一维齿状链结构到配合物4的阶梯形链结构的变化,结果导致了配合物3中的金属离子间的反铁磁相互作用向配合物4中的金属离子间的铁磁相互作用的转变。（3）应用密度泛函结合对称性破损态方法（DFT–BS）对铜配合物（Bmim）₂[Cu₃（μ₃–OH）（μ–Cl）（μ–pz）₃Cl₃]（5）（Bmim⁺=1–丁基–3–甲基咪唑阳离子,pz^–=吡唑阴离子）的磁性质进行理论研究。配合物5在五种基组水平下,通过八种密度泛函方法对配合物5的能量劈裂值、磁耦合常数J、自旋密度分布进行分析。结果表明,所得理论数据与实验值符号一致。其中在BP86//6–31G–SVP水平上所得的耦合常数值为–99.61 cm^–1,与实验数值(–98 cm^–1)符合程度最为接近,说明配合物5表现反铁磁性耦合的原因是由于占据轨道间的能量劈裂作用产生的。