Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант → Неорганическая химия → Органометаллическая химия ↓


Металлические алкилы и арилы


Металлические алкилы и арилы являются важной частью металлоорганической химии, которая сама по себе является захватывающей областью на стыке органической и неорганической химии. Металлоорганические соединения характеризуются связью металл-углерод. В случае металлических алкилов и арилов, эти соединения включают металлы, связанные с алкильными или арильными группами. Понимание этих соединений требует изучения как их структуры, так и их химического поведения.

Введение в металлические алкилы и арилы

По определению, металлоорганические соединения обычно содержат хотя бы одну химическую связь углерод-металл. Металлические алкилы и арилы — это специфические виды этих соединений, где металл связан с алкильной группой (CnH2n+1) или арильной группой (производные бензола и аналогичные ароматические кольца). Эти соединения фундаментальны для катализа, синтеза органических соединений и науки о материалах, а также других приложений.

Химическая структура металлических алкилов и арилов

Структура металлического алкилового или арилового соединения включает атом или ион металла, непосредственно прикрепленный к атому углерода в алкильной или арильной группе. Это образование связи включает перекрытие орбиталей. В зависимости от металла и присоединенной группы, природа связи может включать σ-связи или π-связи.

        R M
Здесь, R представляет алкильную или арильную группу, а M представляет металл. Эта простая нотация может представлять разные структуры в зависимости от конкретного металла и группы:

  • Для металлических алкилов: Me-M, где Me представляет метильную группу (CH3).
  • Для металлических арилов: Ph-M, где Ph обозначает фенильную группу (C6H5).

Визуальный пример

Вот иллюстрация простого металлического алкильного соединения с метильной группой, присоединенной к металлу:

CH3 M

А вот пример металлического арильного соединения, содержащего фенильную группу:

Ph M

Отношения и устойчивость

Связь металл-углерод в металлических алкилах и арилах может быть поляризована из-за различия в электроотрицательности между металлом и углеродом. Обычно металлы более электро-положительны, что приводит к частичному положительному заряду на металле и частичному отрицательному заряду на углероде. Эта полярность существенно влияет на стабильность и реактивность этих соединений.

Переходные металлы часто образуют сильные ковалентные связи с углеродом в металлических алкилах и арилах. d-орбитали переходных металлов играют важную роль в образовании π-связей с углеродом, увеличивая стабильность этих связей. Основные металлы, такие как цинк или алюминий, обычно демонстрируют более ионный характер в своих металл-углеродных связях.

Реакционная способность металлических алкилов и арилов

Реакционная способность металлических алкилов и арилов во многом зависит от электронной среды, созданной металлом и поддерживающим лигандом. Вот некоторые из реакций, в которых металлические алкилы и арилы обычно участвуют:

  • Реакции вставки: Включает вставку небольших молекул, таких как CO или алкен, в связь металл-углерод.
  • Окислительное присоединение: Изменение состояния окисления на металле приводит к увеличению окислительного состояния, одновременно формируя новые связи с дополнительными атомами.
  • Восстановительное устранение: Это противоположно окислительному присоединению, при котором металл снижает своё состояние окисления, выделяя фрагмент, который становится стабильной молекулой.

Синтез металлических алкилов и арилов

Синтез металлических алкилов и арилов может быть осуществлен несколькими путями, каждый из которых оптимизирован для конкретных металлов и требуемых функциональностей:

  1. Алкилирование с использованием реактивов Гриньяра: Реактивы Гриньяра реагируют с галогенидами металлов, образуя металлические алкилы.
                Rmgx + Mxn → Rm + (n)mgx2
  2. Трансметаллирование: Обмен галогенида металла на другой металлический алкил дает новое металлическое алкильное соединение.
                RAG + MX → RM + AGX

Применения в промышленности и науке

Металлические алкилы и арилы играют важную роль в развитии современных химических процессов. Вот некоторые из заметных применений:

  • Катализ: Металлы служат катализаторами или каталитическими прекурсорами в реакциях, таких как алкиловая и ариловая полимеризация, а также гидрогенизация.
  • Органический синтез: Используется для эффективного образования связей углерод-углерод и углерод-гетероатом.
  • Наука о материалах: Применяется в приготовлении тонких пленок и наноматериалов через методы осаждения из пара.

Заключение

Металлические алкилы и арилы представляют собой важную область в металлоорганической химии, которая объединяет концепции из обеих областей — неорганической и органической. Их уникальная структура и профиль реакционной способности открыли множество промышленных приложений и продвинули научные исследования в области каталитических процессов. Понимание их поведения и путей синтеза остается важным для исследования новых научных рубежей и оптимизации существующей химической методологии.


Докторант → 1.2.2


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (1.2.1)
Металлокарбонилы
Следующий (1.2.3) →
Карбены Фишера и Шрока

Комментарии 



Металлические алкилы и арилы

https://www.chemistryelite.com/phd/1.2.2?ceal=ru