在本論文中，以水熱法合成了七個鎵砷酸鹽化合物。以配位元素種類而言，可分為兩大系列：
一、 有機鎵砷酸鹽化合物：

(H2DAP)[Ga(OH)(AsO4)]2 (1)、（H2DAB）[Ga(OH)(AsO4)]2 (2)、(H2EDA) [Ga(OH)(AsO4)]2 (3)、(H2PIP)[Ga3(OH)2(H2O)(AsO4)3] (4)

二、有機含氟鎵砷酸鹽化合物：

(NH4)2[Ga2F3(HAsO4)(AsO4)] (5) (H2DAP)2[Ga8F4(H2O)3(AsO4)8]∙ 2H2O (6) (H2DAP)[Ga2F4(HAsO4)2] (7)

在第一系列中，化合物1、2、3，互為等結構的二維層狀結構。其結構是由GaO6八面體以共角形成的無限鍊和AsO4 四面體共角連接構成所構成的結構，陽離子則分布於層與層間，陽離子的軸向和層相垂直。化合物4結構是由GaO6的八面體和GaO5的四角錐分別以共邊的形式連接成Ga2O10和Ga2O8兩種二聚體，二聚體之間以AsO4四面體用共角的方式連接形成三維孔洞結構。

第二系列的化合物5，由GaO4F2、GaO3F3八面體和AsO4四面體所構成，GaO4F2和GaO3F3以共角連接形成一條無限鍊，無限鍊之間再以AsO4四面體連接形成三維結構，且其結構同時存在著3、6、7、8環的隧洞，而(NH4)+陽離子則座落於孔洞之中。化合物6結構最大的特徵是鎵具有GaO4F2 , GaO6 , GaO5 , GaO4 四種不同配位形式，且沿著[100]及[010]會出現8環遂洞的三維結構。化合物7，二維層狀結構，由GaO3F3共邊形成二聚體，二聚體之間以AsO4共角連接成，二維層狀結構，並沿[100]有12環的隧洞，陽離子分布於層與層間，且陽離子的軸向和層之間近乎平行。

第一章 緒論

1-1 簡介 2

1-2 研究方法 5

1-3 單晶X-光繞射實驗與晶體結構解析 8

1-4 研究成果 14

表1-1 17

圖1-1 ~ 1-6 18

第二章 有機模板鎵砷酸鹽的合成、結構與性質研究：

2-1 前言 24

2-2 化合物的合成方法 26

2-3 化合物（H2DAP）[Ga(OH)(AsO4)]2 (1)

2-3.1 (H2DAP)[Ga(OH)(AsO4)] (1)的晶體結構解析分析 30

2-3.2 (H2DAP)[Ga(OH)(AsO4)] (1)的晶體結構描述與討論 31

2-3.3 (H2DAP)[Ga(OH)(AsO4)] (1)的物性研究 34

2-4 化合物 (A)[Ga(OH)(AsO4)]2(A=H2DAB, H2EDA) (2,3)

2-4.1 (A)[Ga(OH)(AsO4)]2 (2,3)的晶體結構解析 36

2-4.2 (A)[Ga(OH)(AsO4)]2 (2,3)的晶體結構描述與討論 38

2-4.3 (A)[Ga(OH)(AsO4)]2 (2,3)的物性研究 40

2-5 化合物 (H2PIP)[Ga3(OH)2(H2O)(AsO4)3] (4)

2-5.1 (H2PIP)[Ga3(OH)2(H2O)(AsO4)3] (4)的晶體結構解析42

2-5.2 (H2PIP)[Ga3(OH)2(H2O)(AsO4)3] (4)的晶體結構描述與討論43

2-5.3 (H2PIP)[Ga3(OH)2(H2O)(AsO4)3] (4)的物性研究 46

2-6 結論 48

圖2-1 ~ 2-21 51

表2-1 ~ 2-21 72

第三章 含氟砷酸鹽的合成、結構與性質研究

3-1 前言 97

3-2 化合物的合成方法 99

3-3 化合物(NH4)2[Ga2F3(HAsO4)(AsO4)] (5)

3-3.1 (NH4)2[Ga2F3(HAsO4)(AsO4)] (5)的晶體結構解析 102

3-3.2 (NH4)2[Ga2F3(HAsO4)(AsO4)] (5)的晶體結構描述與討論 103

3-3.3 (NH4)2[Ga2F3(HAsO4)(AsO4)] (5)的物性研究 106

3-4 化合物(H2DAP)2[Ga8F4(H2O)3(AsO4)8]∙ 2H2O (6)

3-4.1 (H2DAP)2[Ga8F4(H2O)3(AsO4)8]∙ 2H2O (6)的晶體結構解析110

3-4.2 (H2DAP)2[Ga8F4(H2O)3(AsO4)8]∙ 2H2O (6)的

晶體結構描述與討論 111

3-4.3 (H2DAP)2[Ga8F4(H2O)3(AsO4)8]∙ 2H2O (6)的物性研究 113

3-5 化合物(H2DAP)[Ga2F4(HAsO4)2] (7)

3-5.1 (H2DAP)[Ga2F4(HAsO4)2] (7)的晶體結構解析 115

3-5.2 (H2DAP)[Ga2F4(HAsO4)2] (7)的晶體結構描述與討論 116

3-5.3 (H2DAP)[Ga2F4(HAsO4)2] (7)的物性研究 118

3-6 結論 120 圖3-1 ~ 3-24 122

表3-1 ~ 3-18 146

第四章 總結 177

參考文獻 I

[1] (a) Lii, K. H. J. Chem. Soc. Dalton Trans., 1996, 819. (b) Lii, K. H. ; Li, C. H. J. Solid State Chem. 1991, 95, 352. (c) Lii, K. H. ; Lee, T. C. ; Liu, S. N. ; Wang, S. L. J. Chem. Soc. Dalton Trans., 1993, 1051. (d) Lii, K. H. ; Wen, N. S. ; Su, C. C. ; Chueh, B. R. Inorg. Chem. 1992, 31, 439.
[2] Zumsteg, F. C.; Bierlrin, T. D.; Gier, T. E.; J. Appl. Phys. 1976, 47, 4980.
[3] Bordes, E.; Courtine P. J. Catal. 1979, 57, 326.
[4] Breck, D. W., Zeolite Molecular Sieves: Structure, Chemistry and Use, J. Wiley and Sons, New York, 1974.
[5] Venuto, P., Microporous Mat. 1994, 2, 297.
[6] A. K.Cheetham ; G. Ferey ; T. Loiseau ; Angew. Chem. Int Ed. 1999, 38, 3268.
[7] Hums, E.; Burzlaff, H.; Rothammel, Acta Cryst.1993,C49, 641.
[8] Clearfield, A. Chem. Rev., 1988,88,125.
[9] Clearfield, A.Inorganic Ion Exchange Materials, 1982,CRC Press: Boca Raton FL.
[10] Taxer, K. J. Amer. Miner. 1975, 60, 1019.
[11] Wang, S. L.; Richardson, J. W. Jr., Z. Krystallogr. 1992, 202, 227.
[12] Stucky, G. D.; Phillids, M. L. F.; Gier, T. E. Chem. Mater. 1989, 1, 492.
[13] West, A. R. Solid State Chemistry and Its Applications, John Wiley & Sons, New York, 1984.
[14] Johnson, J. W.; Jacobson, A. J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 412.
[15] Rabenau, A. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1985, 24, 1026.
[16] 許樹恩，吳泰伯；X-光繞射原理與材料結構分析；國科會精儀中心，民國八十二年六月。
[17] Ladd, M. F.; Palmer, R. A. Structure Determination by X-ray Crystallography, Plenum, New York, 1994.
[18] Sheldric, G. M. SAINT, 1995, Ver. 5 Siemens Analytical X-ray Instrument Inc. Madison, WI, USA.
[19] Sheldric, G. M. XPREP 1995, Ver. 5 Siemens Analytical X-ray Instrument Inc. Madison, WI, USA.
[20] Sheldric, G. M. XS, 1995, Ver. 5 Siemens Analytical X-ray Instrument Inc. Madison, WI, USA.
[21] Sheldric, G. M. XLS, 1995, Ver. 5 Siemens Analytical X- ray Instrument Inc. Madison, WI, USA.
[22] Sheldric, G. M. SHELXTL, 1995, Ver. 5 SiemensAnalytical X-ray Instrument Inc. Madison, WI, USA.
[23] I. D. Brown; Altermatt D. Acta Cryst. 1985, B41, 244-247.
[24] Shannon, R. D. Acta. Cryst. 1976, A32, 751.
[25] (a) Hawthorne, F. C. Zeit. Für Kristallogr. 1992, 201, 183. (b) Hawthorne, F. C. Acta Crystallogr. 1994, B50, 481
[26] Chen, N. Y. ; Garwood, W. E. ; Dwyer, F. G. “Shape Selective Catalyst in Industrial Application”, Marcel : New
York 1989, C42, 283.
[27] Parise, J. B. J. Chem. Soc., Chem. Commun.1985, 606.
[28] Lin, K. J. ; Lii, K. H. Chem.Commun. 1996,1137.
[29] Lin, K. J. ; Lii, K. H. Acta Cryst. 1996, c52, 2387.
[30] Goiffon, A. ; Jumas J. C. ; Maurin, M. ; Philipot. E. J. Solid State Chem. 1986, 61, 384
[31] Chen, J. ; Li, Li. ; Yang G. ; Xu R. ; J. Chem. SOC., CHEM. COMMUN. 1989, 1217
[32] Thierry Loiseau, Bruno Bujoli, etc. Solid State Nuclear Magnetic Resonance 15, 1999, 159–169
[33] Liao, Y. C. ; Luo, S. H. ; Wang, S. L. ; Kao, H. M. ; Lii, K. H. ; J Solid State Chem. 2000, 155, 37-41
[34] 蔡文娟，清華大學化學所博士論文，中華民國八十七年三月。
[35] 王皆超，清華大學化學所碩士論文，中華民國八十九年六月。
[36] Gerard Ferey, etc. Chem.Commun. 2000,943
[37] X. Yin, Linda F. Nazar, J. Chem. SOC., CHEM. COMMUN. 1994, 2349
[38] J. J. Pluth and J. V. Smith, Acta Cryst. 1984, c40, 2008
[39] Gerard Ferey, Journal of Solid State Chemistry 1993, 105, 191
[40] Thierry Loiseau, Microporous Materials, 1996, 5, 365
[41] R. M. Silverstein, F. X. Webster, Spectrometric Identification of Organic Compound
[42] Chen, C.Y. ; Peter P ; Lii, K. H. ; Chem.Commun. 1999,1473
[43] Lii, K. H. ; Inorg. Chem. 1996, 7440
[44] Wang,B. L. ; Wang, S.L. ; Lii, K.H. ; Chem.Commun. 1996,1061
[45] John B. Parise, Acta Cryst. 1986, c42, 670
[46] Thierry Loiseau and Gerard Ferey, Journal of Solid State Chemistry 1994, 111, 403
[47] 蔡育旻，清華大學化學所碩士論文，中華民國八十九年六月。
[48] Jiang, Y.C. ; Lii, K.H. ; etc. Chem.Commun. 2001,