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现代化学认为，物质的性质及功能，不仅依赖于构成体系的分子的性质，而且在很大程度上还取决于分子的聚集形式，即分予以上层次的高级结构。超分子化学以非共价键的弱相互作用，如氢键、范德华作用、疏水作用、π-π芳环堆积和阳离子-π作用等为研究对象，探讨小分子如何通过非共价作用聚集，进行分子水平上的自组装，形成大分子和超分子体系。超分子体系中的非共价作用还表现出协同作用的特性，通过协同作用，分子之间能克服弱相互作用的不足，形成有一定方向性和选择性的强作用力。对超分子体系结构及结构形成过程的研究，可以揭示超分子体系中分子间作用力的本质，了解超分子体系形成过程的规律，对于超分子体系的预定结构设计和新型材料(如新型的吸附剂、光学材料、催化剂和电极材料等)的合成都是非常重要的。本论文以过渡金属Cd~Ⅱ、Ni~Ⅱ和Co~Ⅱ为中心离子，选择了1，10-邻菲咯啉(phen)、咪唑(imid)和苯并咪唑(bzim)为中性配体，2-羟基苯甲酸根(2-HBA)、4-羟基苯甲酸根(4-HBA)、2，4-二羟基苯甲酸根离子(DHBA)、硫二乙酸根(TDA)和苯二甲酸根离子(Tp)为阴离子配体，共合成了7个未见文献报道的过渡金属配合物超分子体系(Ⅰ)～(Ⅶ)。其中中性配体是丰富的氢键供给体，杂稠芳环也易于形成芳环堆积；阴离子配体是丰富的氢键供受体，末端羧基体现了配位的多样性。本文通过对配合物超分子体系的单晶结构分析，讨论了配体的性质和氢键、芳环堆积等非共价作用的关系，以及配体构型和氢键、芳环堆积等非共价作用对超分子体系从0维到3维的结构和体系构筑的影响。π-π芳环堆积的形成与芳环的有效堆积面积有关；杂稠芳环配体比单环配体易于形成π-π芳环堆积；杂稠芳环配体中，芳环面积越大的，越容易形成π-π芳环堆积。芳环分子的极性大小在芳环堆积时也起到了重要的作用，影响到π-π堆积作用；由于芳环上羟基的二取代增加了芳环的极性，苯环上羟基二取代的DHBA配体之间比苯环上羟基单取代的HBA配体之间更容易形成π-π芳环堆积作用。芳环堆积影响了配合物的结构和分子堆积方式；在(Ⅲ)配合物的晶体结构中，与Cd~Ⅱ原子配位的phen配体与O5-HBA配体之间形成了分子内的芳环堆积，phen配体与O5-HBA配体近似平行。C-H...π作用也影响到配合物的结构和分子堆积方式；(Ⅶ)配合物的晶体结构中，C25-H25键和N33-imid配体形成了分子间的C-H...π作用，使N33-imid配体发生了偏转，Ni~Ⅱ原子与N33-imid不处在同一平面上。氢键和p-p芳环堆积在配合物分子形成3D超分子体系时起了重要的作用；0D和1D的配合物分子在氢键和芳环堆积的连接作用下，形成各种形式的1D、2D和3D拓扑结构。π-π芳环堆积协同氢键作用一起，共同构筑了配合物的空间3D的网状超分子结构。低维超分子结构也可以通过交联(Crosslinking)作用形成高维超分子体系；在(Ⅵ)的单晶结构中，结晶水分子形成的Tape结构到起了交联相邻Zigzag超分子链的作用。超分子的拓扑结构还与配合物的构型有关；如在(Ⅴ)的单晶结构中，形成了Helix型的1D超分子结构，这可能与TDA配体的折叠构型有关；在(Ⅳ)的单晶结构中，T型(Brick型)的2D结构的形成，可能是由于1D的高分子链是Zigzag型。通过本论文关于过渡金属配合物超分子体系的结构研究，我们进一步认识了π-π芳环堆积和氢键等非共价作用和配体的性质对超分子拓扑结构的影响。