二茂鐵具有良好的可逆的電化學(xué)特性，當(dāng)二茂鐵通過有機(jī)共軛相聯(lián)時(shí)，在光誘導(dǎo)下，可發(fā)生長(zhǎng)距離的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移，構(gòu)成分子導(dǎo)線。這類化合物中的電子轉(zhuǎn)移速率、平衡常數(shù)都可定量測(cè)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(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，能有效地誘導(dǎo)體系的非對(duì)稱極化，因此分子具有較大的非線性極化率。根據(jù)此性質(zhì)可設(shè)計(jì)具有氧化還原開關(guān)效應(yīng)的二茂鐵衍生物。若二茂鐵與光敏基團(tuán)相聯(lián)，可構(gòu)成分子開關(guān)，通過光誘導(dǎo)引發(fā)二茂鐵進(jìn)行氧化還原，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。實(shí)驗(yàn)表明，二茂鐵衍生物分子的某些非線性光學(xué)性能明顯優(yōu)于類似結(jié)構(gòu)的苯衍生物。將二茂鐵與C60組裝成Donor-Bridge-Acceptcd分子，在光誘導(dǎo)下，電子從二茂鐵經(jīng)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(yùn)用電化學(xué)研究這些配合物的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理，結(jié)果表明，平面型配合物橋聯(lián)雙二茂鐵體系的氧化分為兩步單電子可逆過程，兩個(gè)二茂鐵基之間的電子傳遞主要通過配體的骨架鏈進(jìn)行。而變形四面體配合物橋聯(lián)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(gè)二茂鐵基之間的電子轉(zhuǎn)移，兩個(gè)二茂鐵基近乎相同。