9603_034 (1109033), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Результат кардинально меняется, если одновременно конденсировать атомы металла и какое-либо органическоеили неорганическое вещество. Оказывается, чтопри этом почти обязательно протекают химическиереакции и образуются новые соединения. Например, если соконденсировать атомы хрома и бензол(можно использовать и его гомологи – толуол, ксилол, мезитилен и др.), то образуется соединение бисбензолхром. В нем необычно все: во-первых,структура – атом хрома “запечатан” между двумяплоскими бензольными кольцами; во-вторых, химическая связь – атом хрома связан с двенадцатьюравноудаленными атомами углерода, при этом необычно валентное состояние каждого углеродногоатома; и, наконец, в-третьих, совершенно своеобразно химическое поведение этого соединения:Cr(C 6H6) 2Cr.Бисбензолхром относится к так называемомуклассу сандвичевых комплексов, которые получилисвое название благодаря внешнему сходству с весьма распространенным ныне типом пищевого продукта.
Описанный нами метод синтеза бисбензолхрома очень нагляден, но не экономичен, так какустановка для одновременного соосаждения разныхвеществ очень дорога. Для большинства известныхсегодня сандвичевых комплексов были найденыпринципиально более дешевые и методически более удобные методы их синтеза. Приведем без комментариев схемы двух таких синтезов, выполняемых в органических растворителях:CrCl3 + C6H6 + восстановительFeCl 2 +H + fvbyHэфир'abh(C6H6)2Cr0,(C 5H5) 2Fe II .Метод же соконденсации используется лишь в некоторых случаях.В настоящее время известны не только сандвичевые комплексы металлов, но и полусандвичи,многопалубные сандвичи, неорганические сандвичи и т.д. Всего известно несколько тысяч подобныхсоединений [1 – 6].MoNipppppMnCO CO COãÖåÖçéÇëäàâ Ñ.Ä.
çéÇõÖ åÖíÄããëéÑÖêÜÄôàÖ ëéÖÑàçÖçàü à åÄíÖêàÄãõNipMo39Несмотря на необычность написанных формул, которые действительно ошеломляют, в первую очередь тем, что не соответствуют классическим знаниям о валентности, эти соединения представляютсегодня не только академический интерес. Они находят практическое применение, основанное наособенностях их строения и свойствах:1) на возможности их полного разложения вудобных для нас условиях с выделением при этомсвободного металла, что находит применение, например, в электронной промышленности;2) на возможности внедрения этих соединений вcамые разнообразные современные материалы,привнося в них собственные полезные физическиеи химические свойства: фото- и радиочувствительность, термостабильность, легкость протеканияред/окс процессов, наличие окраски и магнитногомомента;мическая связь называется донорно-акцепторной ииногда изображается следующим образом:H+ +NH3NH4+ .В анионе AlCl −4 ситуация аналогична и может бытьизображена так:Cl3Al+Cl−[AlCl4]− .Теперь посмотрим, что представляет собой атомхрома с точки зрения электронных вакансий.
У атома хрома шесть своих электронов и шесть вакантныхорбиталей. На рис. 6 схематически приведены вакантные орбитали хрома, а также вакантные орбитали бензола, содержащие электронные пары и образующие донорно-акцепторные химические связи сатомом хрома:3) на возможности конструировать на их основесовершенно новые материалы. Например, мы можем легко нарисовать четыре основных типа сандвичевых полимеров, которые будут различатьсявзаимным расположением металлических атомовотносительно друг друга.
Приведем схематическиструктуры этих полимеров:MMMMРис. 6. Схематическое изображение атомных орбиталей хрома и π-орбиталей бензола.M M M MMMMMMMMРасстояние между металлическими атомами и ихвзаимодействие совершенно специфичны в каждомконкретном случае и отличны друг от друга. Мы неимеем возможности даже упрощенно обсудить характер взаимного влияния атомов металла друг надруга. Это потребовало бы привлечения представлений и концепций, известных сегодня лишь узкимспециалистам.Однако, вернувшись к бисбензолхрому, мы можем на простейшем уровне осознать природу химической связи в этом соединении. Вспомним, какпостроены, например, ионы NH +4 , H3O +, AlCl −4 .В двух первых электронная вакансия (s-вакантнаяорбиталь) протона Н+ взаимодействует со свободной парой электронов аммиака или воды.
Такая хи-40Из приведенного рисунка очевидно, что каждаямолекула бензола способна предоставить три парыπ-электронов для заполнения ими электронных вакансий хрома. Две молекулы бензола, таким образом, заполняют все электронные вакансии хрома.В результате электронная оболочка хрома становится 18-электронной.Сейчас известно, что аналогично бензолу к атомам металлов могут присоединяться молекулы этилена, ацетилена, бутадиена, кислорода, азота, водорода, монооксида и диоксида углерода и многиедругие, давая комплексы металлов с чрезвычайноважными для химической промышленности свойствами [1 – 6].Нам хотелось бы, чтобы заинтересованный читатель, прочитав статью, еще раз убедился, что химия как наука таит много неожиданного в самомпростом и надо только иметь желание делать смелые шаги на пути познания.ãàíÖêÄíìêÄ1.
Shriver D.F., Atkins P.W., Landford C.H. InorganicChemistry. Second Edition. Oxford: University Press, England, 1994.ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹3, 19962. Douglal B., McDaniel D., Alexander J. Concepts andModels of Inorganic Chemistry. N.Y.: John Wiley andSons, 1993.3. Уэллс А. Структурная неорганическая химия. М.:Мир, 1987. Т.
1.4. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. N.Y.: John Wileyand Sons, USA, 1994. V. 8.5. Хьюи Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная способность. М.: Химия, 1987.6. Cotton F.A., Wilkinson G., Gans P.L. Basic InorganicChemistry. N.Y.: John Wiley and Sons, Second Edition, 1987.7.
Dye J.L. Pure and Appl. Chem. 1989. V. 61. № 9. P. 1556.* * *Дмитрий Анатольевич Леменовский, доктор химических наук, профессор Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.Плодотворно работает в области металлоорганической химии переходных металлов. Автор более125 работ.ãÖåÖçéÇëäàâ Ñ.Ä. çéÇõÖ åÖíÄããëéÑÖêÜÄôàÖ ëéÖÑàçÖçàü à åÄíÖêàÄãõ41.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
