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二茂鐵具有良好的可逆的電化學特性，當二茂鐵通過有機共軛相聯時，在光誘導下，可發(fā)生長距離的分子內電子轉移，構成分子導線。這類化合物中的電子轉移速率、平衡常數都可定量測出。
給體-受體型二茂鐵衍生物在π共軛體系的兩端分別連有電子給體和受體，這樣更易于發(fā)生分子內電荷轉移，能有效地誘導體系的非對稱極化，因此分子具有較大的非線性極化率。根據此性質可設計具有氧化還原開關效應的二茂鐵衍生物。若二茂鐵與光敏基團相聯，可構成分子開關，通過光誘導引發(fā)二茂鐵進行氧化還原，從而實現開關控制。實驗表明，二茂鐵衍生物分子的某些非線性光學性能明顯優(yōu)于類似結構的苯衍生物。將二茂鐵與C60組裝成Donor-Bridge-Acceptcd分子，在光誘導下，電子從二茂鐵經共軛體系傳遞到C60。
有人合成了二茂鐵單、多核金屬配合物及其二茂鐵衍生物，運用電化學研究這些配合物的電子轉移機理，結果表明，平面型配合物橋聯雙二茂鐵體系的氧化分為兩步單電子可逆過程，兩個二茂鐵基之間的電子傳遞主要通過配體的骨架鏈進行。而變形四面體配合物橋聯雙二茂鐵體系的氧化為一步兩電子過程，分子中的電子離域程度低，抑制了兩個二茂鐵基之間的電子轉移，兩個二茂鐵基近乎相同。
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