金属カルボニルの結合の性質
金属カルボニルは、ユニークなタイプの結合を示す魅力的な化合物です。 この結合のコアには、A 相乗的相互作用が含まれます 金属と一酸化炭素(CO)リガンドの間。これが故障です:
1。シグマ寄付:
* coは sigmaドナーとして機能します 、炭素原子の唯一のペアから金属の空のD軌道に電子密度を寄付します。これはσ結合を形成します 金属と炭素原子の間。
2。 PIバックボンディング:
*金属は、塗りつぶされたd-眼窩からCOリガンドの反結合π*軌道に電子密度を寄付します。これは、π結合を形成します πバックボンディングと呼ばれます 。
3。相乗効果と結果:
*この相乗的相互作用 、Sigmaの寄付とPIバックボンディングの両方が全体的な結合強度に寄与する場合、金属カルボニルの安定性にとって重要です。
* piバックボンディング COのC-O結合を弱め、より長いC-O結合につながります coストレッチ周波数の低い IR分光法で観察されました。
*このバックボンディング また、金属の電気陰性度に貢献します 、より電子不足にします。
4。結合に影響する要因:
*バックボンディングの範囲 次の要因の影響を受けます。
* 金属の電気陰性度: より多くの電気陰性金属(例:Ni、Co)は、より強いバックボンディングを示します。
* 金属の酸化状態: より高い酸化状態(より正電荷)は、バックボンディングが弱くなります。
* リガンドの電子吸引能力: COリガンドの電子吸引グループは、バックボンディングを減少させます。
5。例:
* ニッケルTetracarbonyl(ni(co)₄): この分子は、Niの電気陰性度が低く、電子吸引基がないため、強いバックボンディングをしています。
* Chromium hexacarbonyl(cr(co)₆): この分子は、CRの電気陰性度が高く、COリガンドの数が多いため、Ni(Co)₄と比較してバックボンディングが弱くなっています。
6。重要性:
*金属カルボニルの結合を理解することは、さまざまな理由で重要です。
* 反応性の予測: バックボンディングは、金属カルボニルの反応性に影響します。
* 触媒設計: 金属カルボニルは、有機反応の触媒としてよく使用されます。
* 配位化学: 金属カルボニルは、多くの配位錯体の必須成分です。
要約すると、金属カルボニルの結合は、シグマ寄付とPIバックボンディングの複雑な相互作用です。この相乗的相互作用は、これらの化合物の安定性にとって非常に重要であり、それらの反応性と応用に影響を与えます。