内的质子、制备POM时的部分水解质子、金属离子配位水的酸式离解质子以及在还原金属过程中释放出的质子。L酸来源于接受电子对的反荷阳离子，以及某些因素使表面裸露金属基氧缺位。在控制温度和水量等条件下，可能使B酸位转变为L酸位，或者反之。在多金属氧酸盐的研究中，B酸的强度是最令人关注的。
影响B酸强度的主要因素是笼内杂原子，笼骨架原子以及笼外反荷阳离子。从静电的观点分析，多金属氧酸盐表面负电荷密度越小，它与H+的吸引力越弱，酸性就越强。当中心杂原子固定，骨架金属原子变化时，首先看金属原子的价态，价数愈大者酸度愈强。如果不同的金属有相同的价态，则看金属的第一电离势Il，Il愈高者酸度愈强。
3. 氧化还原性
多金属氧酸盐具有强氧化性，主要归因于它是一个多电子体。通过电化学方法或光化学方法多金属氧酸盐可以氧化其它物质，并使自身呈还原状态，而且这种还原状态是可逆的，极易再生。多金属氧酸盐的氧化性决定于其中心杂原子、骨架金属原子及笼外抗衡离子，同时还与其稳定性之间存在着一定的关系。
多金属氧酸盐可以在溶液中发生氧化还原反应而不破坏其阴离子结构，文献报道其氧化还原性质规律如下:
(l)当中心原子确定时，配位原子的氧化能力为V>Mo>W，而且随着V含量的增大，氧化能力增强；
(2)当中心原子不同时，其氧化能力为P>As>Si，即随着多金属氧酸盐阴离子负电荷的增加，其氧化能力降低；
(3)多金属氧酸盐的氧化能力与其结构类型有关，对于简单的硅磷杂多酸，Dawson型结构的氧化能力要高于Keggin型结构的氧化能力；
(4)多金属氧酸盐的氧化能力还与抗衡离子的性质有关，对于Pd2+，Ag+，Cu2+，Ni2+等金属离子，因其离子本身可被还原，所以，多金属氧酸盐的被还原速率实际上反映了金属离子本身活化还原剂的能力。对于以有机基团或非还原性的金属离子(如碱金属、碱土金属)为抗衡离子的多金属氧酸盐，其氧化能力不仅与抗衡阳离子的置换度有关，还与金属离子的电负性有关。
多金属氧酸盐的阴离子在溶液中和固态时表现出不同的氧化还原行为。在溶
n-液中的氧化性通常用极谱和循环伏安方法测定。Pope等人测定了XW12O40极谱半波电位(E1/2)，得到如下氧化性序列:
PW12O403->GeW12O404->SiW12O404->BW12O405->CoW12O406->CuW12O406-
4. 结构特性
将有机分子引入多金属氧酸盐的过程中，可以获得一系列具有新颖结构的特殊功能材料，充分展示了其复杂的形态学特点。
(1)多金属氧酸盐是分子体积较大的多核聚合物，具有笼状结构的特征，这种结构决定了其许多物理化学性质，如强酸性、高热稳定性、氧化还原催化性等等。
(2)多金属氧酸盐是一类优良的受体，可以制备出有机电子给体和多金属氧酸盐阴离子受体，同时具有离域电子的杂化材料。
(3)通过控制反应条件，在一些水及有机溶剂中仍保持原有的阴离子结构。
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因此可以制备出结构完整的有机给体-多金属氧酸的主-客体杂化材料单晶体。
(4)多金属氧酸盐阴离子具有不同的电荷、不同形状和不同的尺寸，可诱导不同方式无机和有机亚单元自组装，对多金属氧簇进行修饰，可以增加其官能度，获得结构新颖、具有优良催化、药物活性和光电磁等功能特性的衍生物。多金属氧酸盐阴离子也可被还原，而其结构不变，因此可以通过控制其电荷来控制所得材料的电子谱带的填充状态，进而控制其物理性质。
(5)杂多阴离子可作为配体，向其阴离子骨架中引入磁性过渡金属离子(如：Fe2+，Co2+，Ni2+，Mn2+)中心，和有机二电子给予体结合后，这种材料中的离域电子将和磁性过渡金属离子上的定域电子共存，提供了研究分子体系中磁性和导电性相结合的机会，从而研制出电磁兼容的功能材料。
四、多金属氧酸盐的应用
1.催化化学
多酸具有强酸性和强氧化性。其酸性来源于它们的Br?nsted酸，其中，H3PO40
及其銫盐具有超强酸的强度，特别是在非极性有机溶剂中其酸强度大于浓硫酸，而且本身毒性小，催化副产物少，使得成为一类环境友好型的优异催化剂。在一些有机合成反应中，多酸作为“绿色”固体催化剂替代纯硫酸等液体酸,有着无可比拟的优越性。多酸的强氧化性起源于构成它们的多阴离子中具有最高氧化态的配位原子W, Mo,V等，它们作为多电子受体，在氧化还原催化反应中具有重要意义。在多酸的应用研究范畴，催化领域是最为活跃的，无论是基础理论研究，还是工业化应用开发研究，都已经取得了举世瞩目的成就。据统计，目前有关多酸的专利和应用文献中，80-85%是关于多酸催化研究的,其中日本和俄罗斯的研究小组在应用催化研究领域是成绩显著、名列前茅的。多酸作为催化剂的某些均相和非均相化学反应已经实现了大规模的工业化生产,例如异丁烯醛的氧化、烯烃水合（丙烯、丁烯）和四氢呋喃的聚合等已经实现了工业化。
2.药物化学
在生物、医学和药学领域，70年代以来最令人瞩目的就是多金属氧酸盐药物化学的发展。1971年，法国科学家Raynaud最先报道了Keggin结构的多金属氧酸盐阴离子[SiW12O40] 4-的抗病毒活性之后科学家们陆续对一些杂多阴离子的抗病毒、抗肿瘤、抗艾滋病活性进行研究。80年代末，多酸药物化学的研究进入了一个新时期， Hill(美国)，Blasecki(美国)，Yamase(日本)和Dormont(美国)等研究组在这一领域作出了大量出色的工作。到目前为止，已发现的具有抗艾滋病毒的多金属氧酸盐达到50种以上，几乎涉及了多金属氧酸盐的所有系列，除抗艾滋病毒外，抗肿瘤，抗风湿，抗其它一些病毒的研究也有不同程度的进展。
随着多金属氧酸盐在抗病毒、抗肿瘤方面的作用更深层次地被人们所认识，这一领域的研究呈现出广阔的前景。进一步研究多金属氧酸盐在药物方面的作用，尤其是体内的药物活性和毒性，在新药研究领域极其重要。金属配合物抗病毒、抗肿瘤等作用机制；与生物大分子（蛋白质、核酸、酶等）的相互作用；从分子和细胞水平上探索多金属氧酸盐抗病毒以及抗癌的机理；运用各种新型分析手段对活细胞内多金属氧酸盐的化学过程进行动态跟踪；用各种分子模拟的方法
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来辅助设计新的无机药物等都将成为这一领域的最新研究方向。
3.电化学
杂多阴离子具有良好的氧化还原行为，其氧化还原状态非常稳定，能在不影响结构的情况下通过改变杂原子或配原子来调整它们的氧化还原电势，并且可能进行多电子转移，这使得杂多阴离子作为氧化还原催化剂对间接电化学过程有非常重要的意义，有望填补间接化学反应中具有高选择性并且稳定时间长的氧化还原催化剂极少的空白。近年来，研究的焦点集中在杂多阴离子的电化学行为和电催化活性方面，大量有发展潜力的成果已经被报道。Keggin和Dawson型杂多阴离子已被广泛用作电催化剂。
4.分子基材料
分子基导电材料自被发现以来，以其特有的光、电、磁和超导性成为当代材料化学研究的热点。多金属氧酸盐具有独特优异的物理化学性能，具有确定的组成、结构、尺寸、形状和电荷，且可通过变换结构、调控杂原子、配原子和抗衡离子的种类以及修饰等方法改变它的物理和化学性质。近年来已经成为新型分子基材料的的重要无机构筑块。由于其是含有氧桥的多核无机大分子受体，是一类优秀的受体分子，因而可以与无机、有机分子、有机金属化合物等结合，形成具有导电性和磁性的超分子功能分子基材料，有着巨大的应用前景。可以生成这类化合物的有机分子(离子)种类很多，如四硫富瓦烯、多聚噻吩、四甲基-对-亚苯基二胺、8-羟基喹啉等。而研究报道比较集中的是具有离域π键的四硫富瓦烯TTF及其衍生物。
TTF衍生物是一类良好的电子给体，其自由基阳离子盐大多具有较高的导电率，并且像金属一样，导电率随温度的下降而上升，被称为“有机金属”或“合成金属”，也称分子基材料,其是70年代初期至今的20余年间，在有机化学界最令人瞩目的研究热点之一。80年代初期，人们又发现了一种更为优异的电子供体4，4＇，5，5＇-双二硫乙撑基四硫代富瓦稀[Bis-(ethylenedithio)tetrathiafulvalene,简称BEDT-TTF或ET]。这类电子供体与TTF相比，多了四个硫原子，且这些硫原子都处在分子的迫位上，使得分子既可以参加堆积体内的相互作用又可以参加分子间的相互作用。分子两端的硫乙撑基是柔性的从而使得它在晶体内可以以多种方式排列，离域共轭链的增长具有更强的给电子能力，其相应的许多荷移盐传导层维度增加，电子的流动性增强，具有更好的电传导性和磁性，且都是准二维的导体，即它们的导电率在非金属的S?S平面上是同一性的，在电，磁功能器件领域极具开发前景，是有待开发的新一代分子功能材料。
5.多金属氧酸盐无机-有机复合膜
随着人们对界面化学研究的深入以及对具有特定功能的薄膜材料的需求，无机-有机复合膜的研究开发成为材料科学领域的一个令人瞩目的课题。将功能性无机和有机组分组合在薄膜中，将实现集无机、有机、纳米粒子的诸多特异性质于一身的新材料，特别是无机与有机界面特性将使其具有更广阔的应用前景。有机组分优异的光学性质、高弹性和韧性以及易加工性，可改善无机组分的脆性；更重要的是，有机物的存在可以提供一个优良的载体环境，提高纳米级无机相的
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稳定性，从而实现其特殊性能的微观控制，使其在光、电、磁、催化等方面的特殊性能得到更好的运用，甚至可能产生奇异特性的新材料。控制形成复合体系的反应条件、有机与无机组分的配比等，可以实现无机改性有机材料和少量有机成分改性无机材料。多金属氧酸盐由于具有结构和电子的多样性，以及优异的物理化学性质，在光学、电催化、材料化学领域得到了广泛的应用，受到了人们极大的关注。将结构多变，性质优异的多金属氧酸盐作为无机组分加入到有机多层膜中，赋予膜材料更优异的功能特性，成为多酸和材料领域新的研究热点。多金属氧酸盐的薄膜化为其广泛应用提供了最大的可能。
现代材料发展的趋势是复合化，多金属氧酸盐复合膜作为一种新型的膜材料，兼具了多金属氧酸盐以及有机化合物的优良特性，在发光、光致变色、磁性、导电及催化领域有着广阔的发展前景，因此人们对多金属氧酸盐膜材料的研究兴趣日益增加。而多金属氧酸盐复合膜作为一个新兴的领域，就多酸丰富的种类和功能而言，研究水平尚处于发展阶段。近年来对多金属氧酸盐复合膜材料的制备研究比较集中，而对制备出的薄膜体系的性质、应用、结构与性能的关系的探索并不深入，尤其是如何将复合膜工业化仍然是空白。因此，对多金属氧酸盐复合膜材料的应用前景及工业化还需进一步的探索，以适应当前社会对功能材料性能更佳、应用更广泛的需求。
６.其他应用
除了以上各种应用外，多酸化合物还在分析化学、抗腐蚀膜、放射性污水的处理、离子交换材料、纸浆漂白、染色、平板印刷、修饰电极、气体吸收等方面有着广泛的应用。
综上所述，多金属氧酸盐的应用几乎涉及所有领域，但大多数仅仅是利用少数Keggin结构多金属氧酸盐和其氧化还原性、光化学、离子电荷、导电性、离子重量等有限的几种性质，而其他繁多结构的多金属氧酸盐以及其多样的性质还没有得到开发和应用，因此多金属氧酸盐化学有着及其广阔的应用前景。
五、多金属氧酸盐的发展方向
多金属氧酸盐经历一个多世纪的发展变化，从早期结构及其性质表征的研究，发展到今天以量化计算手段从更深层次研究多酸的结构、性质、并通过分子设计及新颖的合成方法来制备具有光、电、磁功能特性的新型材料。研究者除了继续在溶液中寻找和确定多酸阴离子物种外，主要对经典的Keggin和Dawson结构的杂多阴离子进行降解，然后使用缺位结构的杂多酸离子与金属离子或有机金属配位和修饰。1966年Baker首次报道了混配型多酸阴离子(SiCoW11O40H2)y-的制备:次年Weakley等发展了这一领域，1971年他们将稀土离子引入到杂多阴离子中，开创了稀土多金属氧酸盐化学。其次，多酸化学的基础研究也呈现前所未有的活跃，结构新颖的多酸化合物不断被合成出来，优异的功能特性不断被发现、挖掘，这些千变万化的结构及其广阔的应用前景反过来又吸引了越来越多的化学工作者的兴趣和重视。随着一大批一维链状，二维层状、三维开放式骨架状等新型多酸化合物的涌现，经典多酸范畴已被突破，而开始使用 “多金属氧酸盐” (Polyoxometalates)及“金属-氧簇化合物”(Metal-oxygen cluster).更加科学地
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体现了此类化合物的特点，阔宽了经典多酸的研究领域。在多酸化学发展的长达一个多世纪的历史中，多酸化学的研究主要沿着两个方向发展：
第一个发展方向是对多酸分子本身的修饰、结构设计及性质研究。近代随着科技水平的提高和对多酸分子认识的加深，研究者更加注重通过一些新颖的合成方法，如水热法、光化学还原等方法来得到常规方法难以制备的新奇的多酸化合物，或有目的地以取代、缺位等手段对原有结构类型的多酸分子进行修饰，使得更具开发前景的新成员不断涌现出来。比如，笼内新杂原子类，多金属元素笼骨架类，表面氧被其它非金属元素或小分子取代类，以及杂多阴离子支撑有机金属类等，已逐渐成为众所瞩目的焦点。另外，量子化学计算方法也被引入到对多酸分子性质的研究工作中，使多酸分子的理论研究和实验结果的相互结合得以实现，由此得到一些有指导意义的信息。
第二个发展方向则是对功能性多酸分子基杂化材料的组成、性质及组分间相互作用机理的研究。这方面的研究起源于多酸的应用化学，多酸具有特异、优越的物理化学性质，当与一些无机分子、有机分子、离子等底物结合形成分子基材料，或者对其他材料进行掺杂、修饰时，多酸分子及底物分子框架除了贡献出各自具有的特定物理性质外，还将通过组分间的协同效应产生出一些单独组分并不具备的新的功能特性，从而在众多领域中得到应用。当多酸化学与材料科学和固体物理相互渗透、结合之后，其科学意义和在应用上的发展，将可能比第一方面显得更为重要。
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