Merkmale definieren
Eine Verbindung gilt als metallorganisch, wenn sie mindestens eine Metall-Kohlenstoff-Bindung (M-C) enthält, bei der der Kohlenstoff Teil einer organischen Gruppe ist. Typischerweise enthält eine organische Gruppe Kohlenstoff-Wasserstoff (CH) -Bindungen; Zum Beispiel die einfache Methylgruppe CH 3 und größere Homologe wie die Ethylgruppe C 2 H 5, die über nur ein Kohlenstoffatom an ein Metallatom binden. (Einfache Alkylgruppen wie diese werden häufig mit dem Symbol R abgekürzt.) Ausgefeiltere organische Gruppen umfassen die Cyclopentadienylgruppe C 5 H 5, in denen alle fünf Kohlenstoffatome Bindungen mit dem Metallatom eingehen können. Der Begriff metallisch wird in diesem Zusammenhang weit gefasst; Wenn organische Gruppen an die Metalloide wie Bor (B), Silicium (Si), Germanium (Ge) und Arsen (As) gebunden sind, werden die resultierenden Verbindungen zusammen mit solchen, die echte Metalle wie Lithium enthalten, als metallorganisch angesehen (Li), Magnesium (Mg), Aluminium (Al) und Eisen (Fe). Das "Metall" in einer metallorganischen Verbindung kann die meisten Elemente enthalten, mit Ausnahme von Stickstoff (N) und Phosphor (P) in Gruppe 15 und allen Elementen in Gruppe 16 (Sauerstoffgruppe), 17 (Halogene) und 18 (Edelgase).
Ein Beispiel für eine metallorganische Verbindung ist Trimethylbor, B (CH 3) 3, das drei BC-Bindungen enthält.
Ein anderes ist Ferrocen, Fe (C 5 H 5) 2, das eine ausgefeiltere Struktur aufweist, wobei das Eisenatom zwischen zwei C 5 H 5 -Ringen angeordnet ist. Einige Verbindungen mit Metall-Kohlenstoff-Bindungen werden nicht als metallorganisch angesehen, da das Kohlenstoffatom nicht Teil einer organischen Gruppe ist. Zwei Beispiele sind Metallcarbide - wie Fe 3 C, ein harter Feststoff, der Bestandteil von Gusseisen ist - und Metallcyanidverbindungen - wie das tiefblaue Farbpigment Preußischblau, KFe 2 (CN) 6.
Historische Entwicklungen
Die erste synthetische metallorganische Verbindung, K [PtCl 3 (C 2 H 4)], wurde 1827 vom dänischen Apotheker William C. Zeise hergestellt und wird oft als Zeise-Salz bezeichnet. Zu dieser Zeit hatte Zeise keine Möglichkeit, die Struktur seiner neuen Verbindung zu bestimmen, aber heute ist bekannt, dass die Struktur ein Ethylenmolekül (H 2 C = CH 2) enthält, das über beide Kohlenstoffatome an das zentrale Platinatom (Pt) gebunden ist. Das Platinatom ist auch an drei Chlor (Cl) -Atome gebunden. Das Kaliumion K + ist vorhanden, um die Ladung auszugleichen.
Die Bindung der Ethylenkohlenstoffatome an das zentrale Platinatom qualifiziert Zeises Salz als metallorganische Verbindung. Eine Entwicklung mit unmittelbareren Auswirkungen auf das Gebiet der Chemie war die Entdeckung des Diethylzinks H 5 C 2 ―Zn ― C 2 H 5 durch den in Deutschland ausgebildeten britischen Chemiker Edward C. Frankland im Jahr 1849, bei dem er zeigte, dass es sehr nützlich ist organische Synthese. Seitdem wurde eine immer größere Vielfalt metallorganischer Verbindungen in der organischen Synthese sowohl im Labor als auch in der Industrie eingesetzt.
Ein weiterer Meilenstein in der Entwicklung des Gebiets war die Entdeckung von Tetracarbonylnickel durch den in Deutschland ausgebildeten britischen Industriechemiker Ludwig Mond und seine Assistenten im Jahr 1890. 1951 entdeckten der deutsche theoretische Chemiker Ernst Otto Fischer und der britische Chemiker Sir Geoffrey Wilkinson unabhängig voneinander die Sandwichstruktur von die Verbindung Ferrocen. Ihre parallelen Entdeckungen führten zur anschließenden Enthüllung anderer Verbindungen mit Sandwichstrukturen, und 1973 erhielten Fischer und Wilkinson gemeinsam den Nobelpreis für Chemie für ihre Beiträge zur Untersuchung metallorganischer Verbindungen. Seit den 1950er Jahren ist die metallorganische Chemie ein sehr aktives Gebiet geworden, das durch die Entdeckung neuer metallorganischer Verbindungen sowie deren detaillierte strukturelle und chemische Charakterisierung und ihre Anwendung als synthetische Zwischenprodukte und Katalysatoren in industriellen Prozessen gekennzeichnet ist. Zwei in der Natur vorkommende metallorganische Stoffe sind das Vitamin B 12 -Coenzym, das eine Kobalt-Kohlenstoff-Bindung (Co-C) enthält, und Dimethylquecksilber H 3 C-Hg-CH 3, das von Bakterien produziert wird, um das giftige Metall Quecksilber zu eliminieren. Metallorganische Verbindungen sind jedoch in biologischen Prozessen im Allgemeinen ungewöhnlich.
