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


Введение

Органометаллическая химия — это раздел химии, изучающий химические соединения, содержащие связи между углеродом и металлом. Эти соединения, известные как органометаллические соединения, широко используются в различных промышленных и научных приложениях. Металл в органометаллической химии может быть переходным металлом, таким как железо или никель, или металлоидом, таким как кремний или бор. Понимание принципов и реакций органометаллических соединений важно для достижения прогресса в катализе, материаловедении и органическом синтезе.

Историческая справка

Развитие органометаллической химии восходит к началу XIX века. Первое органометаллическое соединение, C 2 H 5 Na (этилнатрий), было синтезировано Эдвардом Франклендом в 1849 году. Это открытие положило основу для дальнейшего изучения уникальных свойств органометаллических соединений. С тех пор эта область значительно развилась, включая открытие соли Зейзе (K[PtCl 3 (C 2 H 4 )], одного из первых известных комплексов алканов переходных металлов.

Ключевые концепции в органометаллической химии

Органометаллическая химия характеризуется несколькими ключевыми концепциями, которые определяют ее объем и технологические последствия.

Металл-углеродная связь

Определяющая черта органометаллических соединений — это металл-углеродная (MC) связь. Эта связь может образовываться через различные механизмы, включая ковалентную связь, ионные взаимодействия или координацию. Природа MC-связи существенно влияет на реакционную способность и стабильность органометаллических соединений.

Счет электронов

Счет электронов — важное упражнение в органометаллической химии, предоставляющее информацию об электронной структуре и реакционной способности соединений. Стабильность органометаллических соединений часто связана с правилом 18 электронов, которое гласит, что соединения с 18 валентными электронами устойчивы из-за полной дополнительности d-орбиталей.

Лиганды в органометаллической химии

Лиганды — это атомы или группы атомов, которые передают электроны к металлическому центру. В органометаллической химии лиганды включают углеродсодержащие сущности, такие как алкены, алкины и циклопентадиенильные ионы. Каждый тип лиганда приносит уникальные свойства органометаллическому соединению, что влияет на его реакционную способность и применение.

Органометаллические реакции

Органометаллические соединения участвуют в широком спектре реакций. Эти реакции важны для синтетических применений, особенно в органической и полимерной химии.

Реакции внедрения

RM + XY → RXMY

В реакциях внедрения молекула внедряется в MC-связь, тем самым трансформируя соединение. Это распространенный путь в каталитических процессах. Классическим примером является внедрение монооксида углерода в металл-углеродную связь, образуя ацильный комплекс.

Оксидативное присоединение и восстановительное выделение

Оксидативное присоединение: M + XY → XMY Восстановительное выделение: XMY → M + XY

Эти реакции являются основополагающими в каталитических циклах. Оксидативное присоединение включает увеличение степени окисления металла, тогда как восстановительное выделение предполагает ее уменьшение. Эти реакции позволяют трансформации, необходимые для промышленных применений, включая образование углерод-углеродной связи.

Применение органометаллической химии

Органометаллическая химия имеет широкий диапазон промышленных и научных приложений. Понимание этих применений подчеркивает важность органометаллических соединений в продвижении технологий и науки.

Катализ

Органометаллические соединения являются важными катализаторами в процессах, таких как полимеризация олефинов, карбонилирование и гидрогенизация. Катализатор Циглера-Натта, получаемый на основе титана органометаллическое соединение, революционизировал производство полиэтилена и полипропилена.

Физика

В материаловедении органометаллические соединения используются для создания передовых материалов с особыми свойствами. Органометаллические прекурсоры используются в химическом осаждении из газовой фазы для изготовления тонких пленок для полупроводников, солнечных элементов и поверхностных покрытий.

Органический синтез

Органометаллические реагенты, такие как реактивы Гриньяра и органолитиевые соединения, являются основными инструментами в органическом синтезе. Они позволяют образовывать углерод-углеродные связи, способствуя синтезу сложных органических молекул.

Проблемы и перспективы

Несмотря на значительные успехи в органометаллической химии, остаются проблемы. Стабильность и чувствительность к влаге и воздуху ограничивают практическое применение многих органометаллических соединений. Актуальные исследования направлены на разработку более устойчивых соединений и устойчивых процессов.

Заключение

Органометаллическая химия — это динамичная область, оказывающая значительное влияние на многие научные и промышленные дисциплины. Понимая принципы металл-углеродной связи, счета электронов и поведения лигандов, химики могут использовать реакционную способность органометаллических соединений для стимулирования инноваций в катализе, материаловедении и органическом синтезе. Дальнейшие исследования и разработки безусловно расширят горизонты органометаллической химии, принося новые возможности и решения будущих вызовов.

Визуальный пример

Ниже приведены некоторые примеры органометаллических соединений и реакций:

Рисунок 1: Упрощенная диаграмма структуры Фероцена, показывающая соединение-сэндвич, состоящее из двух циклопентадиенильных ионов, связанных с центральным атомом железа.

шаг 1 шаг 2 шаг 3 шаг 4

Рисунок 2: Диаграмма общего каталитического цикла, подчеркивающая этапы, вовлеченные в процесс реакции с участием металла.


Докторант → 1.2


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (1.1.7)
Кинетика и механизм координационных реакций
Следующий (1.2.1) →
Металлокарбонилы

Комментарии 



Органометаллическая химия

https://www.chemistryelite.com/phd/1.2?ceal=ru