Συγκόλληση σε μεταλλικά σύμπλοκα [Μέταλλο Καρβονύλιο]

Ένα μεταλλικό σύμπλεγμα με συνδετήρες είναι κοινώς γνωστό ως σύμπλοκο. Το συνολικό φορτίο των πολύπλοκων ενώσεων εξαρτάται από την κατάσταση οξείδωσης του ατόμου και τα φορτία που προκαλούνται από τους περιβάλλοντες υποκαταστάτες. Είναι επίσης γνωστά ως σύμπλοκα συμπλοκών ή συντεταγμένων επειδή έχουν σύμπλοκα οξέος-βάσης Lewis. Η σταθερότητα ενός συμπλόκου είναι ένας ουσιαστικός παράγοντας που καθορίζει τη σταθερότητα και την αντιδραστικότητα των μεταλλικών συμπλεγμάτων. Η σταθερότητα των μεταλλικών συμπλεγμάτων διέπεται από δύο διαφορετικές πτυχές που είναι η θερμοδυναμική και η κινητική σταθερότητα. Το μεταλλικό καρβονύλιο είναι επίσης το πρώτο γνωστό μεταλλικό καρβονύλιο που συντίθεται Ni(CO)4 από τον Ludwig Mond. Σε αυτό το άρθρο, μαθαίνουμε τα πάντα για το μεταλλικό καρβονύλιο.

Τι είναι το Metal Carbonyl;

Η ονοματολογία του μεταλλικού καρβονυλίου εξαρτάται κυρίως από το φορτίο που υπάρχει στο σύμπλοκο, τον αριθμό και τον τύπο του κεντρικού ατόμου μετάλλου, τον αριθμό των προσδεμάτων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο μετάλλου και τη σύνδεσή τους με μεταλλικά σύμπλοκα.

Το μονοξείδιο του άνθρακα έχει διαφορετικούς τρόπους σύνδεσης σε μεταλλικά σύμπλοκα. Οι συνδέτες καρβονυλίου εμπλέκονται σε τρόπους σύνδεσης σε διμερή και συστάδες καρβονυλίου μετάλλου. Το μεταλλικό καρβονύλιο είναι μια ένωση με χαμηλό σημείο τήξης και είναι πτητικό.

Παραδείγματα των συμπλεγμάτων που σχηματίζονται από μεταλλικά σύμπλοκα- μεταλλικό καρβονύλιο 

Μερικά παραδείγματα των συμπλοκών που σχηματίζονται από σύμπλοκα μετάλλων-Μεταλλικό καρβονύλιο είναι τα ακόλουθα.

Τετρακαρβονυλονικέλιο Ni(CO)4, 

Πεντακαρβονυλίριο Fe(CO)5,

Οκτακαρβονυλοδικοβάλτιο Co2(CO),

Diiron Nonacarbonyl Fe(CO)9,

Εξακαρβονυλοχρώμιο Cr(CO)6, κ.λπ.

Ταξινόμηση συμπλεγμάτων μετάλλων [Καρβονύλιο μετάλλου]

1. Με βάση έναν τύπο προσδεμάτων 

• Ένας τύπος συνδέτη υπάρχει στο καρβονύλιο ομοληπτικού μετάλλου και έχουν μόνο CO ως πρόσδεμα.
• Στα ετεροληπτικά μεταλλικά καρβονύλια, περισσότεροι από ένας τύποι συνδέτη είναι προ-δεσμευμένοι. Έχουν περισσότερους συνδέτες με CO.

2. Με βάση τον αριθμό των μεταλλικών κέντρων

• Στο μονοπύρηνο μεταλλικό καρβονύλιο, υπάρχει μόνο ένα μεταλλικό κέντρο.
• Πολυπυρηνικά μεταλλικά καρβονύλια:υπάρχουν δύο ή περισσότερα μεταλλικά κέντρα.

Συγκόλληση σε μεταλλικά σύμπλοκα – Metal Carbonyl

Στο μεταλλικό καρβονύλιο, ο δεσμός μεταξύ μετάλλου και άνθρακα έχει χαρακτήρα pi και σίγμα. Ο δεσμός που υπάρχει μεταξύ των μορίων καρβονυλίου και του μετάλλου ενισχύεται περαιτέρω από το συνεργικό αποτέλεσμα που παράγεται από τον δεσμό μετάλλου-προσδέματος. Λόγω της δωρεάς ηλεκτρονίων από τα μόρια του καρβονυλίου στα κενά τροχιακά του μετάλλου, σχηματίζεται ένας δεσμός σίγμα μεταξύ μετάλλου και άνθρακα. Λόγω της δωρεάς ενός ζεύγους ηλεκτρονίων από τα μόρια καρβονυλίου από τα d τροχιακά στα κενά αντιδεσμικά τροχιακά pi του συνδέτη, σχηματίζεται ένας δεσμός pi μεταξύ μετάλλου και άνθρακα.

Λόγω του χαρακτήρα πολλαπλών δεσμών της σύνδεσης M-CO, οι αποστάσεις που υπάρχουν μεταξύ των ατόμων άνθρακα και μετάλλου είναι σχετικά μικρές.

Ιδιότητες μεταλλικών συμπλεγμάτων:

• Τα μεταλλικά καρβονύλια δεν είναι διαλυτά στο νερό αλλά είναι διαλυτά σε αιθέρα ή πολικές μοριακές ενώσεις.
• Το μεταλλικό καρβονύλιο, γνωστό και ως οργανομεταλλικό, έχει σχετικά χαμηλό σημείο τήξης.
• Όπως γνωρίζουμε, τα μέταλλα έχουν χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα 20, αλλά οι ενώσεις μεταλλικών καρβονυλίων έχουν ηλεκτραρνητικότητα 2,5.
• Τα μεταλλικά καρβονύλια είναι επίσης εξαιρετικά αντιδραστικά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μεταλλικά καρβονύλια διατηρούνται συνήθως σε έναν οργανικό διαλύτη και αναφέρει επίσης ότι γενικά περιέχουν την αντίδραση σε χημικές ενώσεις.
• Τα περισσότερα από τα μεταλλικά καρβονύλια είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση.
• Η σταθερότητα του μεταλλικού καρβονυλίου σε ένα διάλυμα εξαρτάται κυρίως από τον βαθμό συσχέτισης μεταξύ των ειδών που εμπλέκονται στην κατάσταση ισορροπίας.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητα της συγκόλλησης του μεταλλικού καρβονυλίου 

Μερικοί από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητα της σύνδεσης του μεταλλικού καρβονυλίου είναι οι ακόλουθοι.

• Όσο υψηλότερος είναι ο ομοιοπολικός χαρακτήρας του συμπλόκου, τόσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα των σύνθετων ενώσεων. Συνδέματα ικανά να σχηματίσουν τέτοιους δεσμούς π στα σύμπλοκα είναι το CO κ.λπ.

• Όταν το θετικό φορτίο που υπάρχει στο μεταλλικό καρβονύλιο αυξάνεται, η σταθερότητα του μεταλλικού συμπλέγματος αυξάνεται.
• Όταν το μέγεθος ενός μεταλλικού ιόντος μειώνεται, η σταθερότητα του μεταλλικού καρβονυλίου αυξάνεται.

Χρήσεις μεταλλικού καρβονυλίου 

Μερικές χρήσεις του μεταλλικού καρβονυλίου αναφέρονται παρακάτω.

• Τα μεταλλικά καρβονύλια χρησιμοποιούνται συνήθως ως αντιδραστήρια σε διαφορετικούς τύπους χημικών αντιδράσεων.
• Η σύφιλη είναι μια κοινή σεξουαλικά μεταδιδόμενη ασθένεια. Οι ενώσεις που σχηματίζονται από μεταλλικό καρβονύλιο βοηθούν στη θεραπεία αυτής της ασθένειας. Χρησιμοποιείται επίσης ως φάρμακο για τη θεραπεία του καρκίνου.
• Όλοι γνωρίζουμε για το αντιδραστήριο Grignard για το σχηματισμό αλκοολών και αλδεΰδων, το οποίο είναι γνωστό ως μια δημοφιλής μεταλλική καρβονυλική ένωση.
• Το μεταλλικό καρβονύλιο χρησιμοποιείται επίσης ως πρόσθετο και είναι χρήσιμο σε διάφορες βιομηχανίες.

Συμπέρασμα 

Τα μεταλλικά καρβονύλια είναι τοξικά στη φύση τους. είναι επιβλαβή για το δέρμα, επομένως διατηρούνται σε οργανικό διαλύτη και μακριά από μαθητές. Όταν το μεταλλικό καρβονύλιο εισπνέεται ή καταπίνεται λόγω της ιδιότητάς του, συνδέεται με την αιμοσφαιρίνη που υπάρχει στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Μετατρέπει την αιμοσφαιρίνη στην ένωση που ονομάζεται καρβοξυαιμοσφαιρίνη, η οποία εμποδίζει τη δέσμευση οξυγόνου στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Η ανακάλυψη του μεταλλικού καρβονυλίου το καθιστά διαθέσιμο για διαφορετικές χρήσεις σε διάφορους τομείς όπως έρευνα, ιατρική κ.λπ. Οι ενώσεις μεταλλικών καρβονυλίων πρέπει να έχουν έναν δεσμό μετάλλου με άνθρακα. Τα μεταλλικά καρβονύλια παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της επιστήμης της χημείας.