Карбонилы и хлориды металлов VIII В группы, их свойства и применение - Реферат

Химия карбонилов металлов за последнее время получила большое развитие, что объясняется исключительно важными теоретическими результатами, полученными при их исследовании, а также их все более широким практическим использованием. Получены новые производные карбонилов металлов с одинарными и кратными связями между металлами и углеродными фрагментами М - С, М = С. Большой интерес вызвало открытие карбонильных кластеров и производных карбонилов со связью переходный металл - непереходный металл и карбонильных комплексов с кратными связями между металлами. Карбонилы металлов применяются в металлургии для производства металлов и сплавов, в химической промышленности - при синтезе органических соединений, в машиностроении для получения защитных и декоративных покрытий и т. п.Карбонилы металлов Мх(СО)у имеют связь металл - углерод и поэтому относятся к металлорганическим соединениям, но они подчиняются правилу эффективного атомного номера (ЭАН) Сиджвика для комплексных (координационных) соединений.[1] Многочисленные попытки объяснить структуры карбонилов металлов с помощью классических типов связей (ионной, полярной и неполярной) не привели к положительным результатам. При графическом изображении структур карбонилов металлов и их соединений используют общепринятые обозначения связей между атомами, однако эти связи указывают лишь на наличие взаимодействия между атомами, которое может носить разный, подчас невыясненный, характер. Они предположили, что группа СО является донором электронов, занимает одно координационное место и присоединяется через атом углерода непосредственно к металлу координативной связью: Таким образом, строение карбонилов металлов авторам удалось объяснить с помощью координационной теории, разработанной для комплексных соединений. Пауэлл, Ивенс и Полинг в 1939-1960 гг. окончательно доказали существование связи металл - металл в полиядерных карбонилах.Для получения карбонила железа можно с успехом применять руды, неподходящие для доменного процесса, например, руды, содержащие медь и цинк. Еще более активным оказывается тонко распределенное железо, получаемое восстановлением оксалата железа водородом при низкой температуре. В основе их, как правило, лежит реакция взаимодействия газообразной окиси углерода с твердым исходным материалом, состоящим из железа или содержащим железо. В адсорбционном слое появляются молекулы пятикарбонила железа, которые вначале остаются на поверхности твердого исходного материала. По мере расхода молекул окиси углерода и постепенного замещения их молекулами пятикарбонила на поверхности твердого исходного материала формируется адсорбционный карбонильный слой, препятствующий доступу к материалу молекул окиси углерода из газовой фазы.Если при образовании девятикарбонила атом железа вступает в соединение без предварительной перегруппировки своих двух 4s-электронов, то молекулы окиси углерода могут координироваться только с тремя свободными 4р-ячейками центрального атома железа. В этом случае у атома железа остаются четыре холостых Зd-электрона, из которых один образует связь типа ковалентной со вторым атомом металла, а остальные три спариваются с двумя 2s-электронами атома углерода трех молекул окиси углерода. Для получения чистых кристаллов девятикарбонила можно разлагать солнечным светом в вакууме раствор пятикарбонила железа в сухом эфире или в петролейном эфире. Однако около 56°C наступает перелом и выше этой температуры свет уже не выделяет девятикарбонила. Видимо, теплота экзотермической реакции разложения большой массы девятикарбонила оказывается достаточной для нагрева кристаллов до точки самовоспламенения.В смысле улучшения техники безопасности и экономичности применение пятикарбонила железа в качестве антидетонатора имеет преимущество перед ядовитым тетраэтилсвинцом. При окислении карбонила железа получаются устойчивые золи и аэрозоли окиси железа. При сжигании пятикарбонила на воздухе или в атмосфере кислорода образуется тонкий порошок окиси железа, который применяется в качестве абразивного и полирующего материала и для изготовления красителей кожи [2]. Сюда относятся синтезы на основе ацетилена и олефинов с присоединением окиси углерода (карбонилирование) или с одновременным присоединением окиси углерода и водорода (гидроформилиравание), а также карбонилация ароматических галоидов в кислоты. Карбонильное железо, получаемое при термическом разложении пятикарбонила железа, обладает ценными свойствами.Криоскопические определения молекулярного веса, произведенные в органических растворителях и в карбониле железа, указывают на димерное строение молекулы четырехкарбонила. Если атом кобальта в карбониле сохраняет неизменной свою электронную структуру, то с каждым из двух центральных атомов координируются по три молекулы окиси углерода, заполняющие своими электронами три вакантных 4р-орбитали атома металла. Две молекулы окиси углерода образуют два мостика между центральными атомами металла. Четырехкарбонил кобальта можно получать, обрабатывая окисью углерода металл, оки

Оглавление

Введение

Глава 1. Карбонилы металлов и их строение

Глава 2. Карбонилы железа

2.1 Пентакарбонил железа

2.2 Девятикарбонил железа

2.3 Применение карбонилов железа

Глава 3. Карбонилы кобальта

3.1 Четырехкарбонил кобальта

3.2 Применение карбонилов кобальта и карбонильного кобальта

Глава 4. Карбонил никеля

Глава 5. Карбонилы металлов платиновой группы

Глава 6. Хлориды металлов VIIIB группы

Заключение

Список литературы

Химия карбонилов металлов за последнее время получила большое развитие, что объясняется исключительно важными теоретическими результатами, полученными при их исследовании, а также их все более широким практическим использованием.

Получены новые производные карбонилов металлов с одинарными и кратными связями между металлами и углеродными фрагментами М - С, М = С.

Большой интерес вызвало открытие карбонильных кластеров и производных карбонилов со связью переходный металл - непереходный металл и карбонильных комплексов с кратными связями между металлами.

Карбонилы металлов применяются в металлургии для производства металлов и сплавов, в химической промышленности - при синтезе органических соединений, в машиностроении для получения защитных и декоративных покрытий и т. п.

Промышленное применение карбонилов и их производных увеличивается с каждым годом. Карбонилы металлов принадлежат к наиболее широко используемым в промышленности металлорганическим соединениям. В электронной технике применяют карбонильное железо для изготовления магнитодиэлектриков и тонкие молибденовые пленки-проводники для разводящих «шин» часов с цифровой индикацией, полученные осаждением из газовой фазы гексакарбонила молибдена. В автомобильной промышленности используют полученные разложением тетракарбонила никеля высококачественные монолитные никелевые литьевые формы, в промышленности абразивных материалов с помощью карбонилов металлов успешно металлизируют зерна алмазов и эльбора, применяемые для изготовления наждачных кругов.

Осаждение металлов из газовой фазы карбонилов удобно для металлизации изделий из любых материалов разных габаритов и форм и проводится при низкой температуре. Этим методом можно металлизировать такие «капризные» материалы, как легкоплавкие пластмассы, ткани, волокна, частицы порошков и даже бумагу. Карбонилы металлов - прекрасные катализаторы для многих химических процессов-гидрирования, оксосинтеза, полимеризации и изомеризации углеводородов, риформинга бензинов, конверсии водяного газа. В ряде стран антидетонаторы моторных топлив на основе соединений карбонила марганца начали вытеснять токсичный тетраэтилсвинец. карбонил метал газовый осаждение