- jsou to organické sloučeniny, ve kterých se nachází vazba uhlík-kov
- do skupiny nepatří jednodušší sloučeniny jako kyanidy a karbidy
- používají se v organické syntéze
- jsou velmi reaktivní a umožňují tak řadu chemických přeměn, které by nebyly možné s použitím standardních látek
Organokovové sloučeniny s kovy hlavních skupin
- jsou to sloučeniny, které obsahují vazby uhlíku s kovy hlavních skupin, kam se řadí i skupina zinku
- hodně se podobají odpovídajícím sloučeninám s vodíkem
- elektronegativita uhlíku a vodíku je dost podobná
- vazba je většinou iontová nebo silně polární
- elektronegativita nepřechodných kovů je totiž nižší než uhlík
- kladný parciální náboj je na kovu
- na uhlíku je záporný parciální náboj
- stálost se zvyšuje s rostoucí elektronegativitou
Organokovové sloučeniny alkalických kovů
- iontovost vazby
je okolo 50%- špatně se znázorňuje vazba mezi uhlíkem kovem pomocí čárky
- vazba je také nejvíce polární ze všech sloučenin
- lze je připravit reakcí elementárního kovu a příslušného uhlovodíku
- prudce reagují s vodou
- nejstálejší jsou organolithné sloučeniny lithia
- používjí se v organické syntéze
- běžně se používá buthyllithium a fenyllithium
- připravují se reakcí kovu s alkyl- nebo arylhalogenidem
- jsou oligomerní
- používjí se v organické syntéze
- ostatní sloučeniny jsou na vzduchu nestálé a samozápalné
- existují sloučeniny, kde se nachází sodný kation jako centrální atom koordinační sloučeniny
- k roztoku kovového iontu se přidávají sloučeniny obsahující karbonylové skupiny nebo polyethery
- kovový kation interguje s kyslíkovými atomy a vzniká komplexní částice
- smíšený komplex salicyladehydu a 2-nitrofenolu
- 18-crown-6
- 2,2,2-kryptand
- k roztoku kovového iontu se přidávají sloučeniny obsahující karbonylové skupiny nebo polyethery
Organokovové sloučeniny prvků 2. skupiny
- nejznámější jsou sloučeniny beryllia a hořčíku
- oba kovy tvoří polymerní methyl derivát s analogickou strukturou jejich hydridů
- Grignardova činidla
- organohořečnaté sloučeniny (alkylmagnesiumhalogenidy)
- obecný vzorec:
- např.:
- ethylmagnesiumjodid - připravují se rakcí halogenovaných uhlovodíků s práškovým hořčíkem v etherickém roztoku
- používají se jako alkylační činidla
- byli objeveny francouzským chemikem V. Grignardem
- získal za ně Nobelovu cenu v roce 1912
- organokovové sloučeniny kovů alkalických zemin jsou velmi nestálé
Organokovové sloučeniny zinku, kadmia a rtuti
- tvoří lineární molekuly
- nejsou asociovány v pevné fázi ani roztoku
- netvoří se alkylové můstky
- dimethylrtuť
- je to extrémně toxická kapalina
- ma bod varu blízký vodě
- s vodou se misí
- ve vodách vzniká působením mikroorganismů z nerozpustných produktů rozpadu organortuťnatých fungicidů
- její reakce s halogenidy kovů je důležitá pro koncept Lewisových tvrdých a měkkých kyselin
- tato reakce probíhá, pokud kov
tvoří silnější kovalentní vazbu než rtuť - měkké kyseliny vytěsní rtuť
- tvrdé kyseliny rtuť nevytěsní
- nejsou asociovány v pevné fázi ani roztoku
- zinek
- tvoří také sloučeniny typu
- halogen, kyanoskupina nebo skupiny typu a další
- uplatňují se jako výchozí látky pro polymeraci
- do komplexů se často váže thiomočovina, aminy,
a další organické sloučeniny
- tvoří také sloučeniny typu
- kadmium nemá jiné běžné sloučeniny
- rtuť
- tvoří látky typu
značí velkou skupinu různých atomových uskupení- některé se používají ve farmacii
- tvoří látky typu
Organokovové sloučeniny prvků 3. skupiny
- nejrozsáhlejší je skupina sloučenin tvoří bor
- jedná se o analoga boranů
- hliník tvoří sloučeniny typu
- alkyl nebo aryl -- jsou většinou dimerní a elektronově deficitní
- mají stejné uspořádání jako chlorid hlinitý
- alkalický kov - alkyl,- jejich struktura je iontová
- mají silné redukční účinky
- některé jsou samozápalné
- využívají se v organické syntéze a katalýze a v raketové technice
- ostatní prvky prvky tvoří sloučeniny podobné těm hliníku
Organokovové sloučeniny prvků 4. skupiny
- jsou to převážně tetraalkylsloučeniny a tetraarylsloučeniny
- případně sloučeniny od nich odvozené
-
- většina těchto sloučenin jsou těkavé nízkomolekulární látky
- nejrozsáhlejší je chemie organosilikonových sloučenin
- křemík se vlastnostmi uhlíku celkem blíží uhlíku
- typické je koordinační číslo 4
- síla vazby
je o trochu slabší než síla vazby , kvůli její slabé polaritě- způsobuje to snadnější nukleofilní ataku
- nejsnáze se tvoří methyl deriváty
- reakcí chlor methanu s křemíkem při teplotě 300°C a za katalýzy mědí vznikají sloučeniny typu
- jejich hydrolýzou se vyrábí siloxany
- slouží pro výrobu dalších derivátů
- změnou reakčních podmínek se dají připravit velmi rozmanité deriváty
- slouží pro výrobu dalších derivátů
- jejich hydrolýzou se vyrábí siloxany
- sloučeniny germania jsou analogické těm křemíku
- sloučeniny cínu jsou méně rozmanité
- mají většinou vyšší koordinační číslo než 4
- třeba dufluor-dimethylstannan
má polymerní strukturu s koordinačním číslem 6- ostatní halogenidy poskytují monomerní sloučeniny typu
- takové sloučeniny reagují s vodou za vzniku kationtů typu
- ostatní halogenidy poskytují monomerní sloučeniny typu
- třeba dufluor-dimethylstannan
- existují sloučeniny s vazbou kov-kov
- mají většinou vyšší koordinační číslo než 4
- olovo poskytuje malý počet sloučenin
- tetraethylplmbum- používala se jako přídavek do benzínu jako antidetonační přísada
- uvolňuje se do vzduchu a znečičťuje životní prostředí
- olovo se usazuje v minerálech
- olovo se ze vzduchu dostává do lidského těla
- usazuje se v kostech
- způsobuje snižování inteligence a pravděpodobně způsobylo nárůst kriminality
- je prudce jedovaté
- používala se jako přídavek do benzínu jako antidetonační přísada
Organokovové sloučeniny prvků 5. skupiny
- připravují se reakcí halogenidů typu
nebo oxihalogenidů typu s Grignardovými činidly - fosfor
- nejvýznamější jsou trialkyl- a triarylfosfiny
- s rostoucím řetězcem je stálost větší
- trimethylfosfin
je na vzduchu nestálý a samozápalný - trifenylfosfin
je stálý- vyrábí se průmyslově
- je významným ligandem komplexních sloučenin některých přechodných kovů
- využívají se v katalýze
- jeho oxidací peroxidem vodíku vzniká trifenylfosfinoxid
- dá se připravit i reakcí chloriduoxidufosforečného s Grignardovým činidlem
- mají schopnost vytvářet fosfoniový kation
- fosfor může s uhlíkem vytvářet dvojnou vazbu za vzniku alkylidenfosforanů
- v nižších oxokyselinách fosforu,
a , lze vodíky substituovat za alkyly na kyseliny fosfinové a a fosfonové- jejich aminoderiváty a jejich deriváty byli pozorovány v živých organismech
- nejvýznamější jsou trialkyl- a triarylfosfiny
- ostatní pentely tvoří obrovskou skupinu
- existuje celá řada
- jsou to:
- molekulární látky
a - oniové soli
a- jsou to analoga amonných a fosfoniových solí
- s vazbou kov-kov
- arseničné a antimoničné sloučeniny
a
- molekulární látky
Příprava organokovových sloučenin prvků hlavních skupin
- nejběžnější metodou přípravy je přímá reakce kovu s alkylhalogenidem
- kov i alkylhalogenid jsou umístěny ve vhodném rozpouštědle
- alkylfluoridy se většinou nepoužívají, protože jsou málo reaktivní a málo dostupné
- u lithia se nejčastěji používá diethylether nebo nasycený uhlovodík
- produktem je alkyllithium a halogenid lithia
- u hořčíku se používají výhradně ethery
- produktem je alkylmagnesiumhalogenid
- ethery stabilizují vzniklé grignardovo činidlo vytvořením komplexu Lewisova kyselina-Lewisova báze
- ethery navíc obnovují povrch hořčíku, tekže umožňují rekaci pokračovat
- s reaktivnějšími arylhalogenidy](/notes/research/chemistry/organic-chemistry/carbohydrates/arenes) a [vinylhalogenidy se jako rozpouštědlo používá tetrahydrofuran
- tvoří silnější komplex
- u zinku se používají také téměř výhradně ethery
- produktem alkylzinkhalogenid
- kov i alkylhalogenid jsou umístěny ve vhodném rozpouštědle
- k reakci dochází na povrchu kovu
- první krokem je předání nepárového elektronu kovu alkylhalogenidu a vzniká radikálanion
- v dalším kroku se radikálanion rozpadá na halogenidový anion a alkylový radikál
- alkylový radikál je rychle zachycen kovovým radikálem a vzniká alkylkov
- kovový kation a halogenidový anion potom spolu vytvoří příslušný halogenid
- první krokem je předání nepárového elektronu kovu alkylhalogenidu a vzniká radikálanion
- pro přípravu organických sloučenin s méně elektropozitivními prvky se používají alkylkovy připravené přímou reakcí a halogenidy příslušných prvků
- transmetalace
- je to přenos organického zbytku z jedné sloučeniny na druhou
- transmetalace
Reakce organokovových sloučenin prvků hlavních skupin
- jsou to velmi silné báze
- dokáží odtrhnout protony i z velmi málo kyslích sloučenin
- mohou reagovat jako jako nukleofilní činidla
- nejreaktivnější jsou organolithné a organohořečnaté sloučeniny
- mají největší polaritu vazby uhlík-kov
- organokovové sloučeniny prvků s nižší elektropozitivitou reagují s vodou a slabými kyselinami jen velmi neochotně
- důsledkem toho je, že dlouho strvávají v životním prostředí a mohou působit ekologickou zátěž
Organokovové sloučeniny s kovy vedlejších skupin
- jsou to sloučeniny, které obsahují vazbu mezi uhlíkem a přechodným kovem
- vyčleňovány jsou kyanidy a jejich deriváty a částečně také karbonyly
- organoemtalické a koordinační sloučeniny se do značné míry překrývají
- hapticita
- koordinace prostřednictvím
vazeb - udává počet atomů uhlíku ve vazebné vzdálenosti k centrálnímu atomu
- monohapto
- vyskytuje se třeba u methylového ligandu
- dihapto
- vyskytuje se v ethenylovém ligandu
- pentahapto
- vyskytuje se cyklopentadienylového ligandu
- monohapto
- koordinace prostřednictvím
- Lewisova teorie měkkých a tvrdých kyselin
- ochota tvořit organometalické sloučeniny je u měkkých kyselin větší
- tvoří snadno kovalentní vazby
- sloučeniny měkkých kyselin jsou mnohem stálejší
- ochota tvořit organometalické sloučeniny je u měkkých kyselin větší
Organokovové sloučeniny skandia, yttria a lanthanu
- tyto prvky tvoří kationty
- patří do skupiny tvrdých kyselin
- jejic sloučeniny
jsou na vzduchu nestálé- snadno se oxidují i hydrolyzují
- výjimku tvoří cyklopentadienyly
- převládá iontový charakter vazby mezi centrálním atomem a anionty
- převládá iontový charakter vazby mezi centrálním atomem a anionty
Organokovové sloučeniny titanu, zirkonia a hafnia
- připomínají sloučeniny skandia, yttria, a lanthanu
- tetraalkyly
jsou velmi nestálé se rozkládá nad teplotou -20°C
- titan
- sloučeniny typu
( ) jsou nejstálejší - sloučeniny typu
( ) a ( ) jsou mnohem méně stálé - jsou extrémně snadno hydrolyzovatelné na vazbě
- na vzduchu se sloučeniny obsahující atomy titian v oxidační stavu méně než
velmi rychle oxidují - velký výnam má intermediární tvorba vazeb
při Ziegler-Nattově katalyzované polymeraci alkenů- je to děj, při němž do vazby
neustále vstupují nové a nové molekuly ethenu, za vzniku rozsáhého uhlíkatého řetězce - používá se směs
a
- je to děj, při němž do vazby
- reakcí
s se dá přípravit
- sloučeniny typu
- zirkonium a hafnium
- vazba kov-uhlík je docela slabá
- na vzduchu jsou poměrně stálé komplexy typu
Organokovové sloučeniny vanadu, niobu a tantalu
- vanad
- niob a tantal anallogické sloučeniny netvoří
- nejsou příliš prozkoumané
- studovány byli některé karbonyly, cyklopentadieny a alkylkovy
Organokovové sloučeniny chromu, molybdenu a wolframu
- chrom
- významné jsou estery
- používají v katalytické chemii a organické syntéze
- karbonyly
- známé jsou hexakarbonyl chromu
a jeho deriváty - a další
- známé jsou hexakarbonyl chromu
- haptické sloučeniny
- bis(
-beznen)chrom - chromocen
- používá se v katalytické chemii a organické syntéze
- bis(
- byli připraveny i další smíšené sloučeniny
a jiné
- významné jsou estery
- molybden
- wolfram
- nemá příliš velkou tendenci tvořit organokovové sloučeniny
- hexamethylwolfram
je tmavě červená krystalická látka- na vzduchu vybuchuje
- pro molybden a wolfram není typická tvorba metalocenů
- vytváří se pouze dimery
- stabilnější jsou sandwichové sloučeniny
- vytváří se pouze dimery
Organokovové sloučeniny manganu, technecia a rhenia
- stálostí se docela podobají sloučeninám chromu, molybdenu a wolframu
- z metalocenů je znám pouze manganocen
- mangan
- vazby
tvoří velmi neochotně - základní organokovové sloučeniny jsou velmi nestálé
- krom derivátů karbonylu manganu jsou významné i sloučeniny typu
a - dalé mangan tvoří sloučeniny s nepřesně definovanými vazbami, primárně acetylidy a allylidy ((prop-2-en)yly)
- vazby
- rhenium
- vazby
tvoří vcelku ochotně - jeho sloučeniny jsou mnohem stálejší
- stabilitu zvyšuje přítomnost atomů kyslíku
- celá řada sloučenin se odvozuje od
substitucí atomů chloru- extrémem jsou sloučeniny typu
- extrémem jsou sloučeniny typu
- vazby
Organokovové sloučeniny prvků triády železa
-vazby s uhlíkem tvoří velmi neochotně- doposud nebyly připraveny jednoduché sloučeniny
- vytváří celou řadu karbonylů
- železo
- kromě klasických organokovových sloučeniy se
-vazbou typu , derivátů karbonylů a odbobných látek existuje i mnoho látek s nespecifickou vazbou mezi atomy uhlíku a železem - nejvýznamnější je bis(
-cyklopentadienyl)železo (ferrocen, ) a látky od něj odvozené- molekula je tvořená dvěma planárními cyklopentadienidovými ionty ležících ve dvou rovnoběžných rovinách a uzavírají mezi sebou kation
- taková vazba nemá iontový charakter
- má podobné chemické vlastnsoti jako jiné aromatické sloučeniny
- jednotlivé vodíky obou cyklopentadienových kruhů je možné nahradit dalšími substituenty
- cyklopentadienové kruhy je možné nahradit jiným aromátem
- železo se dá oxidovat a vzniká ferriciniový kation
- jeho reakcí s
se získává dimerní- obsahuje vazbu kov-kov
- molekula je tvořená dvěma planárními cyklopentadienidovými ionty ležících ve dvou rovnoběžných rovinách a uzavírají mezi sebou kation
- další organokovové sloučeniny železa se uplatňují v organické katalýze
- kromě klasických organokovových sloučeniy se
- kobalt
- obsahují
-vazby i nespecifikované vazby a donorové atomy - analogem ferrocenu je kobaltocen
- je paramagnetický
- na vzduchu se oxiduje na kation kobalticenia
- je stálý a odolný vůči působení koncentrované
- je stálý a odolný vůči působení koncentrované
- existuje mnoho dalších sloučenin obsahujících jako ligandy aromatické molekuly, allylová skupina, molekuly dienů a podobně
- obsahují
- nikl
- tvoří je velmi podobně jako kobalt a železo
- mohou také obsahovat
-vazby nebo donorově nespecifikované vazby
- mohou také obsahovat
- analogem ferrocenu je nikelocen
- dále tvoří komplexy s alkeny](/notes/research/chemistry/organic-chemistry/carbohydrates/alkenes,-polyenes-and-cycloalkenes), alkyny, allylovou skupinou, [pyridinem, thiomočovinou
a řadou dalších organických látek
- tvoří je velmi podobně jako kobalt a železo
Organokovové sloučeniny ruthenia a osmia
- netvoří jednoduché sloučeniny se
-vazbou - ke stabilizaci je potřeba koordinace ligandů
-vazbami a karbonylovými skupinami - oba kovy vytváří vazby kov-kov
- tím vzniká rozsáhlá skupina karbonylů a klastrů a jejich derivátů
- známé jsou sloučeniny:
Organokovové sloučeniny rhodia a iridia
- mají velký význam pro katalýzu
- v mnohém se podobají sloučeninám lehkých platinových kovů
- tvoří velmi rozsáhlou skupinu klastrových karbonylů a jejich derivátů s vazbami kov-kov
- existují sloučeniny typu
- existují sloučeniny typu
Organokovové sloučeniny palladia a platiny
- jednoduché sloučeniny se
-vazbami jsou velmi málo běžné a jednoduché karbonyly neexistují - karbonyly musí být stabilizovány dalšími ligandy
- mnohem častější jsou sloučeniny s nespecifikovanými ligandy, jako jsou ethen, dieny](/notes/research/chemistry/organic-chemistry/carbohydrates/alkenes,-polyenes-and-cycloalkenes), alkyny, karbonyl, substituovaný fosfan nebo arsan, ale také [pyridin a aminy
Organokovové sloučeniny mědi, zlata a stříbra
- chemie organometalických sloučeniny je vlastně málo rozsáhlá
- jednoduché karbonyly neexistují
- alkylové sloučeniny jsou málo časté a většinou nestálé
- měď
- zlato
- není jich mnoho
- nejčastěji obsahují
-vazbu - jsou to většinou látky typu
a - alkyl - halogen, kyanoskupina, hydroxylový skupina
- většina je dimerní nebo dokonce polymerní
- stříbro