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二茂铁表现出典型的方向化合物的性质，在400℃一下保持稳定，不易与酸或碱发生反应，但对氧化剂敏感，两个茂环上的所有碳原子均通过两个环上的电子与中心亚铁离子形成相等的化学键，容易发生亲电取代反应。
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二茂铁的发现开辟了金属有机化学的新领域，由于它具备独特的夹心结构，其基团具有方向性、氧化还原活性、稳定性、低毒性等特殊的性质，使其在很多领域都具有广泛的应用，如功能材料方面、有机化学反应、生物学和医学、分析化学等领域。
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二茂铁具有独特的夹心结构和芳香性，既包含了环戊二烯结构还有铁原子进行配位。二茂铁中铁原子周围电子总数为18个，有较好的稳定性，而且分子中的双环戊烯属于非苯系芳香环，因此可发生亲电取代反应等多种化学反应。
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二茂铁领用领域广泛，添加到一些材料当中可以增加其敏化性能，还可以作为燃料、烟火的组成成分和固体火箭推进剂，在石油分馏中可以以消除不饱和成分，还可以作为铁肥料促进农作物生长，这些应用使其在化工领域中发挥着越来越重要的作用。
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二茂铁作为一种燃速催化剂，在我们的生产和生活中应用广泛，可以作为之外吸收剂、汽油抗爆剂、橡胶树脂的熟化剂、火箭燃料的添加剂等。其最常见的应用还是在各种燃料中可以起到助燃、消烟和抗暴的作用，并减少燃料燃烧产生的有害废气。
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二茂铁及其衍生物是由两个环戊二烯基阴离子和一个二价铁离子组成的夹心型化合物，电子组成符合4n+2原则，有芳香性，使其具有很高的辛烷值和抗暴性，在节油、结碳、消烟、抗暴和提高辛烷值等方面有着重要的作用。
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极化的二茂铁衍生物具有独特的电化学及光学特性，利用二茂铁基团的可逆氧化还原特性，则有可能通过可逆的电化学来控制其衍生物的光化学特性，实现氧化还原开关效应，这类氧化还原开关材料在电致变色、光电记忆和光电通讯等领域具有较大的应用价值。
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二茂铁又称双环戊二烯合铁，是一种结构特异，具体表现为夹心型结构的金属有机化合物，在常温下外观为橘黄色针状晶体或粉末，不溶于水，易溶于汽油、柴油、苯、乙醚等有机溶剂，化学性质稳定，无味无毒。
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二茂铁是一种结构特殊的化学物质，具有两个环戊二烯π键结合的层状结构，π键结合对称分子所具有的芳环性质，使其 具有很高的辛烷值和抗暴性，在节油、结碳、消烟、抗暴和提高辛烷值等方面有着重要的作用。
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