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由于在微电子器件中潜在的应用价值，分子导线吸引了众多研究者的目光，共轭有机配体桥联形成的金属有机分子棒可以作为分子导线模型，是当前分子电子学中非常活跃的前沿研究领域之一。本论文利用具有氧化还原活性金属有机结构单元[Cp(PPh3)Ru]+，[(pabh)(PPh3)2Ru]+，[(Bpy)(CH3CN)(PPh3)2Ru]+，和[(Phtpy)(PPh3)2Ru]2+(Phtpy=4’-phenyl-2，2’：6’，2”-terpyridine)为电子给体与一系列有机炔配体进行分子组装，设计合成了25个双核钉分子棒化合物。采用硅胶或氧化铝柱色谱方法对这些化合物进行了分离和提纯。运用元素分析、单晶X-射线衍射、电喷雾质谱、核磁共振氢谱和磷谱、紫外-可见-近红外吸收光谱和红外光谱等分析手段对这些化合物进行了表征；运用循环伏安和差分脉冲伏安研究了它们的氧化还原性能；运用化学氧化的方法合成了一系列稳定的Ru2Ⅱ，Ⅲ混合价和亚稳态Ru2Ⅲ，Ⅲ化合物。通过对近红外区IVCT谱带的分析，对这些双核钌混合价化合物所属类型进行了合理的归属，对它们的电子传递行为进行了比较和解释。以探索它们在分子器件中的应用。
一、利用C≡C(C4H2S)C≡C作为炔碳桥联配体，(bph-R)(PPh3)2RuCl为电子给体进行分子组装成棒状分子，氧化还原中心的外围螯合配体(bph-R)是给电子能力强的希夫碱，可以通过改变取代基来调节配体的给电子能力，合成了五个Ru2Ⅱ，Ⅱ化合物来研究取代基团的电子效应对钌-钌间长程电子传递性能的影响。
{(bph)(PPh3)2Ru}2{c≡c(C4H2S)c≡c}(1)
{(bph-N(CH3)2)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C4H2S)C≡C}(2)
{(bph-But)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C4H2S)C≡C} (3)
{(aph)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C4H2S)C≡C} (4)
{(bph-NO2)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C4H2S)C≡C} (5)
研究发现，1-5中钌-钌间的电子相互作用按5<4<1<3<2的顺序依次递增的，在同一有机炔桥联的双金属有机炔分子中外围鳌合配体对电子传递效率存在较大的影响，吸电子基团会降低电子传递的效率、不利于Ru2Ⅱ，Ⅲ混和价化合物的稳定存在，而供电子基团会提高电子传递的效率、稳定Ru2Ⅱ，Ⅲ混和价态化合物。
二、利用[Cp(PPh3)Ru]+，[(bph)(PPh3)2Ru]+，[(Bpy)(CH3CN)(PPh3)2Ru]+和[(Phtpy)(PPh3)2Ru]2+(Phtpy=4-phenyl-2,2：6,2"-terpyridine)为电子给体与一系列有机炔配体进行分子组装，设计合成了1个单核和8个双核钌分子棒状化合物，利用化学氧化法成功地制备了12个稳定的RuⅡRuⅢ混合价化合物1个单核RuⅢ化合物。
{(bPh)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C)(6)
[{(bph)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C}](PF6) (7)
[{(bph)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C}](PF6)2 (8)
{(bph)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C} (9)
[{(bph)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}](PF6) (10)
[{(bph)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}](PF6)2 (11)
[{(Phtpy)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C}](ClO4)2 (12)
[{(Phtpy)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C}](ClO4)2(PF6) (13)
[{(Phtpy)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}](ClO4)2 (14)
[{(Phtpy)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}](ClO4)2(PF6) (15)
[{(Phtpy)(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}](ClO4)2(PF6)2 (16)
[{CP(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C}] (17)
[{CP(PPh3)2Ru}2{C≡C(C10H8)C≡C}] (PF6) (18)
[{CP(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}] (19)
[{CP(PPh3)2Ru}2{C≡C(C14H12)C≡C}](PF6) (20)
[{(Bpy)(PPh3)2Ru(MeCN)}2{C≡C(C10H8)C≡C}](ClO4)2 (21)
[{(Bpy)(PPh3)2Ru(MeCN)}2{C≡C(C10H8)C≡C}](ClO4)2(PF6) (22)
[{(Bpy)(PPh3)2Ru(MeCN)}2{C≡C(C14H12)C≡C}](ClO4)2 (23)
[{(Bpy)(PPh3)2Ru(MeCN)}2{C≡C(C14H12)C≡C}](ClO4)2(PF6) (24)
[{(Bpy)(PPh3)2Ru(MeCN)}2{C≡C(C4H2S)C≡C}](ClO4)2 (25)
{(bph)(PPh3)2Ru}{C≡C(C14H12)} (26)
[{(bph)(PPh3)2Ru}{C≡C(C14H12)}](PF6) (27)
比较相同外围配体和相同长度双核钌分子棒中的△ E1/2(分子两端的氧还原电位差)的大小，研究发现对于电子给体[Cp(PPh3)Ru]+和[(Bpy)(CH3CN)(PPh3)2Ru]+所组装的分子棒，桥配体共轭性越好，电子传递效率越高；而对于电子给体[(bph)(PPh3)2Ru]+，和[(Phtpy)(PPh3)2Ru]2+所组装的分子棒，电子传递效率随着桥配体共轭性的递增而衰减。由此可见金属.金属间电子传递是氧化还原中心和桥联配体共同作用的结果，桥联配体与氧化还原中心轨道能级匹配程度越好，越有利于发生金属-金属间的电子传递。