شیمی آلی فلزی

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: شیمی آلی فلزی به ترکیباتی گفته می.شود که حداقل یک پیوند کربن _ فلز داشته باشد (C-M) و شامل فلزات واقعی و شبه فلزات از قبیل Si ، As ، B می.باشد. بنابراین این پیوند می.تواند یک پیوند کووالانسی ساده باشد. مانند پیوند در تترااتیل سرب. یا یک پیوند داتیو باشد، مانند پیوند در فروسین یا حتی یونی باشد، مانند پیوند در اتیل سدیم (+C2H-5Na).

تاریخچه
شیمی آلی فلزی را به شیمیسیت انگلیسی « فرانکلند » (Frankland) نسبت می.دهند. او در سال 1849 دی.اتیل روی را سنتز نمود و سپس استفاده از ترکیبات آلی روی را در سنتز مواد آلی توسعه داد. نمک زایس (K[Pt(C2H4)Cl3) نیز بیش از یک قرن است که شناخته شده است.
در اوایل قرن اخیر (1900 میلادی) شیمیست فرانسوی victor. Grignard روش مناسبی جهت تهیه ارگاند منیزیم هالید را توسعه داد، بطوری که بزودی بجای ترکیبات آلی روی به عنوان حد واسط در سنتز ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفت. سنتز اتفاقی فروسین در سال 1951 و شناخته شدن متعاقب ساختمان مولکولی آن راه تحقیق را برای زمینه.ای با تنوع غیر قابل پیش بینی هموار کرد که اهمیت بسزایی در درک ما از پیوندهای شیمیایی داشته است.

خواص ترکیبات آلی فلزی
شباهت ترکیبات آلی فلزی از نظر خواص فیزیکی به ترکیبات آلی در مقایسه با ترکیبات معدنی بیشتر است. بسیاری از این ترکیبات دارای ساختار مولکولی منفک هستند و در نتیجه در دماهای معمولی بصورت بلورهایی با نقطه ذوب پایین ، مایعات و یا گازها دیده می.شوند. این ترکیبات معمولا در حلالهای آلی کم قطبی از قبیل تولوئن ، اترها و یا دی.کلرو متان قابل حل هستند.
از نظر خصوصیات شیمیایی ، تفاوت قابل ملاحظه.ای بین ترکیبات آلی فلزی وجود دارد و مثلا ، پایداری حرارتی آنها بطور قابل ملاحظه.ای به ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد. از این رو ، تترامتیل سیلان (Me4Si) پس از چندین روز نگهداری در دمای 500 درجه سانتیگراد بلا تغییر می.ماند، در حالی که تترامتیل تیتان (Mg4Ti) در دمای اطاق سریعا تجزیه می.شود.

پایداری در برابر اکسایش
کلیه ترکیبات آلی فلزی از نقطه نظر ترمودینامیکی اکسایش ناپایدار هستند. نیروی محرکه لازم برای اکسایش این ترکیبات به واسطه تشکیل اکسید فلز ، دی.اکسید کربن و آب که انرژی آزاد منفی بالایی دارند، تامین می.شود. همچنین بیشتر این ترکیبات از نقطه نظر سینتیکی در دمای اطاق یا پایین.تر در مقابل اکسایش ناپایدار هستند. اغلب این ترکیبات مانند Me3Sb، Me3In، Me2Zn به خودی خود در هوا آتش می.گیرند. همچنین بیشتر مشتقات فلزات واسطه در برابر اکسیژن حساس هستند و معمولا متداول و غالبا ضروری است که این مشتقات ، زیر اتمسفر بی.اثری از گاز نیتروژن یا آرگون مورد بررسی و مطالعه قرار بگیرند.

پایداری در برابر آبکافت
سرعت آبکافت یک ترکیب آلی فلزی به قطبیت پیوند C-M آن بستگی دارد. مثلا وقتی قطبیت پیوند زیاد باشد (مثلا در Me3Al) حمله مولکولهای آب بطور سریع انجام می.گیرد، در صورتی که Me3B در دمای اطاق با وجود داشتن یک اوربیتال خالی 2P در اتم بور تحت تاثیر مولکولهای آب قرار نمی.گیرد. اکثر مشتقات آلی فلزات واسطه خنثی در مقابل فرآیند آبکافت بی اثر هستند، ولی لانتانیدهای آلی بشدت ، مستعد آبکافت می.باشند و علت آن را می.توان به خاصیت قطبی پیوند ، اندازه بزرگتر اتم مرکزی و حضور تعداد زیاد اوربیتالهای خالی کم.انرژی نسبت داد.
طبقه بندی ترکیبات آلی فلزی
مشتقات عناصر گروه اصلی
عناصر اصلی در گروهها (که فقط با الکترونهای s و p پیوند تشکیل می.دهند.) عموما پیوندهای کووالانسی سیگما با کربن تشکیل می.دهند، باستثنای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با کربن عمدتا یونی است. ساختمانهایی که کمبود الکترون دارند، بوسیله عناصری از قبیل Al ، Mg ، Be ،Li تشکیل می.شوند و ترکیبات خوشه.ای را تولید می.کنند ، مانند Fe3(CO)1

مشتقات عناصر واسطه
در مورد فلزات واسطه (که برای تشکیل پیوند از اوربیتالها و الکترونهای d و در صورت لزوم f استفاده می.کنند) معمولا کمپلکسهای π دارنده پیوندهای داتیو تشکیل می.شود. به عبارت دیگر ، عناصر واسطه d اغلب نه تنها دارای پیوندهای سیگما بوده، بلکه پیوندهایی از نوع π نیز دارند. به عبارت ساده.تر ، پیوند بین اتمهای واسطه و مولکولهای آلی اشباع نشده بوسیله تبادل الکترون در دو جهت مخالف تشکیل می.شود.
ساده.ترین مثال پیوندی است که بین مونوکسید کربن و اتم فلز در کربونیلهای فلزی تشکیل می.شود. در این گونه پیوندها فلز باید اوربیتالهای خالی d داشته باشد، تا بتواند الکترونهای داده شده توسط CO را بپذیرد و نیز باید اوربیتالهای اشغال شده d داشته باشد، تا بتواند الکترونهای خود در اوربیتال d را به لیگاند بدهد.

برخی از کاربردهای ترکیبات آلی فلزی
استفاده از ترکیبات آلی سیلسیم به عنوان واسطه در تهیه پلیمرهای سیلسیم (سیلیکون.ها).
استفاده از آلومینیوم آلکین.ها به عنوان کاتالیزور در پلیمر کردن و الیگومر کردن اولفین.ها در مقیاس وسیع.
استفاده از تترااتیل سرب و تترامتیل سرب برای بالا بردن درجه اکتان بنزین.
استفاده از ترکیبات آلی قلع به عنوان آفت کش و پایدار کننده پلیمرها.
کربونیل دار کردن متانول جهت تولید اسید استیک. از اسید استیک در تهیه پلی وینیل استات و محصول آبکافت آن یعنی پلی وینیل الکل ، استفاده می.گردد و همچنین در تهیه انیدرید استیک که مورد نیاز صنایع تولید کننده الیاف استات سلولز و پلاستیکها می.باشد، کاربرد دارد و نیز در تهیه استرهای استات که یکی از حلالهای صنعتی مهم به شمار می.رود، از اسید استیک استفاده می.شود.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 381]