多酸化学简介
多酸化学是无机化学中的一个重要研究领域，至今已有一百多年的历史。
多酸是由两个或两个以上的无机含氧酸酐酸化后缩合脱水得到的一类化合物，由同种酸酐酸化缩合脱水而成的多酸称为同多酸,如焦硫酸H2S2O7，焦磷酸H4P2O7，三聚磷酸H5P3O10等；由不同种酸酐酸化缩合脱水而成的多酸称为杂多酸，如钨磷酸H3PW12O40和钼磷酸H3PMo12O40等。
杂多酸（Polyoxometalate,Heteropoly Acid 简称HPA）,是一类早已为人们所熟悉的无机高分子化合物，自1826年J.Berzerius成功的合成了第一个杂多酸——12-钼磷铵（(NH4)3PMo12O40·nH2O），距今已有170多年的历史了，但对它系统的研究在70年代才开始，如今多酸化学已成为无机化学中重要研究领域之一。近年来多酸化学发展迅速，除了在理论方面有重要进展外，在应用方面也取得了突破性进展。由于多酸结构优异，可望在功能材料方面，诸如高质子导体、非线性光学材料、磁性材料方面有所作为。
杂多酸（盐）具有许多特殊的性质：组分比较简单，结构确定，兼具配合物和金属氧化物的结构特征。杂多酸（盐）是多电子氧化剂，同时又是强质子酸，其氧化性可通过改变组成的方式来改变，这有利于催化剂设计；许多杂多酸（盐）都溶于水和含氧有机极性溶剂中，其溶液一般比较稳定；固态杂多酸（盐）对热是稳定的，这些性质可是杂多酸（盐）用作均相和多相氧化型催化剂和酸型催化剂或双功能
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催化剂。
杂多酸中杂原子（如P、Si）和多原子（如W、Mo）按一定结构通过氧原子配位桥联组成一类配合化合物。在杂多酸中，杂多阴离子中的杂原子的结构类型有四面体型、八面体型、二十面体型三类。四面体型又有1:12系列的Keggin结构和Dawson结构；八面体型的杂阴离子有1:6系列和1:9系列两个系列；二十面体型的杂阴离子主要是1:12系列。在这几种结构中，Keggin结构的杂多酸（盐）是最容易生成而又被广泛深入研究的杂多化合物，在Keggin结构中杂多阴离子[XM12O40]n-的结构为一级结构，是由12个MO6八面体围绕一个中心XO4四面体所构成.杂多阴离子与反荷阳离子组成二级结构。反荷离子、杂多阴离子和结晶水在三维空间形成三级结构。在固体杂多化合物中，一级结构是相当稳定的，而二级结构和三级结构易变化。
同多阴离子和杂多阴离子都由以金属为中心的MOx多面体共角、共边、偶尔共面连接起来。经典的杂多阴离子具有六种基本结构，都是以发现者的名字命名的，以纪念这些科学家。
1.1 Keggin结构
Keggin结构的通式为[XM12O40]n-(X=P，Si，Ge，As?， M=Mo，W)。中心杂原子X以XO4四面体居中，外面是四个 共角相连的M3O12三金属簇，与中心四面体共角相连；每个三金属簇由三个MO6八面体共边组成(图1-1)。具有Keggin结构的多酸阴离子归为1:12系列。若将Keggin结构阴离子去掉一个或三个MO6八面体，可得 图1-1Keggin结构 到1:11或1:9系列缺位型Keggin阴离子。
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Fig.1-1 Structre of a Keggin anion
1.2 Dawson结构
Dawson结构的通式为[X2M18O62]n- 。可看作式两个Keggin结构离子 各去了一个M3O12三金属簇有“极位”和“赤道位”之分。2:18系列多酸化合物的阴离子的结构被称为Daw-son结构。Dawson结构的阴离子也可以去掉一个MO6八面体，形成1:17系列缺位型Dawson结构（图1-2）。
Fig.1-2 Structre of a Dawson anion
1.3 Anderson结构
Anderson结构通式为[X(OH)6 M6O18]n-，是根据 [TeMo6O24]6- 的结构提出的。具有低氧化态(+2，+3)的中 子心杂原子X(如Te2+)与配位原子M皆以八 面体配位形式 图1-3 Dawson结构 共边相连，形成一个平面(图1－3)，阴离带有6个非酸性 质子，都与八面体上的氧结合。
Fig.1-3 Structre of a Anderson anion
1.4 Waugh结构
Waugh结构的通式为 [XM9O32]n- 。将Anderson结构物种去掉三个交替的MO6 八面体，并将两组 M3O13 三金属簇分别置于平面上下两侧，变形成了Waugh结构(图1－4)。（NH4）6[XMo9O32] (X = Ni4+,Mn4+) 属与此类结构。图1-4 Waugh结构
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多酸讲义绪论
