química

Procesos químicos

La química organometálica se encarga del estudio, síntesis y reactividad de los compuestos organometálicos, aquellos compuestos químicos que poseen al menos un enlaceentre un átomo de carbono de un ligando orgánico y un átomo metálico. En este contexto, el término "metal" se puede definir utilizando una escala de electronegatividad, asignando la palabra metal a aquel elemento que presenta un carácter más electropositivo que el carbono. Bajo este punto de vista se designan como metales a elementos conocidos como metaloides, tal como el silicio.- .............................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=bfd18b70870f5db02e25e8c939d24d50efba0cfe&writer=rdf2latex&return_to=Qu%C3%ADmica+organomet%C3%A1lica

Química Organometálica. Es la que se encarga del estudio de los compuestos organometálicos, que son aquellos compuestos químicos que poseen un enlace entre un átomo de carbono y un átomo metálico, de su síntesis y de su reactividad.

Contenido

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Descripción

En este contexto, el término "metal" se puede definir utilizando una escala de electronegatividad, asignando la palabra metal a aquel elemento que presenta un caracter más electropositivo que el carbono. Bajo este punto de vista se designan como metales a elementos conocidos como metaloides, tal como el silicio.

Puede considerarse una parte de la Química diferenciada de la química orgánica (en la que el carbono se une de modo covalente a átomos de no-metal como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo,azufre o halógenos) y también distinta de la química inorgánica.

Varios metalociclos donde diferentes metales de transición aparecen unidos a ciclos de átomos de carbono y otros átomos o ligandos.

La química organometálica es una disciplina que engloba a otras subdisciplinas de la química, como:química orgánica, química inorgánica, fisicoquímica, electroquímica, por nombrar algunas. Esta transdisciplina de la química organometálica hace que posea una aplicabilidad tecnológica casi inmediata en variadas industrias químicas.

Por mencionar sólo unos casos: hidrogenación catalítica de olefinas utilizando sistemas homogéneos, a menor presión y temperatura, polimerización deetileno y propileno que generan polímeros plásticos con mayor grado de tacticidad, etc.

Química organometálica es el estudio de los compuestos químicos que contienen enlaces entre el carbono y un metal. Dado que muchos compuestos sin dichos bonos son químicamente similares, una alternativa puede ser compuestos que contienen enlaces de elementos de metal de carácter principalmente covalente. Química organometálica combina aspectos de la química inorgánica y química orgánica.

Compuestos organometálicos

Los compuestos organometálicos se distinguen por el prefijo "órgano-" por ejemplo, compuestos organopaladio. Ejemplos de dichos compuestos organometálicos incluyen todos los reactivos de Gilman, que contiene litio y cobre. Níquel tetracarbonilo, y ferroceno son ejemplos de compuestos organometálicos que contienen metales de transición. Otros ejemplos incluyen compuestos de organomagnesio como iodomagnesium MeMgI, dietilmagnesio, y todos los reactivos de Grignard, compuestos orgánicos de litio, tales como n-butil-litio, compuestos organometálicos de cinc tales como dietilzinc y chlorozinc OEt), y compuestos de organocobre tales como dimethylcuprate de litio.

El término "metalorganics" generalmente se refiere a compuestos que contienen metal que carecen de enlaces metal-carbono directos pero que contienen ligandos orgánicos. Metal beta-dicetonatos, alcóxidos, y dialquilamidas son miembros representativos de esta clase.

Además de los metales tradicionales, lantánidos, actínidos, y semimetales, elementos tales como boro, silicio, arsénico, selenio y se consideran para formar compuestos organometálicos, por ejemplo, organoborano compuestos tales como trietilborano.

Compuestos de coordinación con ligandos orgánicos

Muchos complejos cuentan con enlaces de coordinación entre un metal y ligandos orgánicos. Los ligandos orgánicos a menudo se unen al metal a través de un heteroátomo tal como oxígeno o nitrógeno, en cuyo caso tales compuestos se consideran compuestos de coordinación. Sin embargo, si cualquiera de los ligandos forman un enlace directo MC, a continuación, complejo está generalmente considerado como organometálico, por ejemplo, 2 . Además, muchos compuestos lipófilos tales como acetilacetonatos metálicos y alcóxidos metálicos se denominan "metalorganics."

Muchos compuestos de coordinación orgánicos producen de forma natural. Por ejemplo, la hemoglobina y la mioglobina contienen un centro de hierro coordinado a los átomos de nitrógeno de un anillo de porfirina; magnesio es el centro de un anillo de clorina en clorofila. El campo de tales compuestos inorgánicos que se conoce como química bioinorgánica. En contraste con estos compuestos de coordinación, metilcobalamina, con un enlace cobalto-metilo, es un verdadero complejo organometálico, uno de los pocos conocidos en biología. Este subconjunto de los complejos se discute a menudo en el sub-campo de la química bioorganometallic. Ejemplos ilustrativos de las muchas funciones de las enzimas dependientes de vitamina B12, la enzima cataliza la MTR de transferencia de un grupo metilo a partir de un nitrógeno en N5-metil-tetrahidrofolato para el azufre de la homocisteína para producir metionina.

El estado de los compuestos en los que el anión canónica tiene una estructura deslocalizada en el que la carga negativa se comparte con un átomo más electronegativo que el carbono, como en enolatos, puede variar con la naturaleza del resto aniónico, el ión metálico, y posiblemente el medio ; en ausencia de evidencia estructural directa para un enlace carbono-metal, tales compuestos no se consideran organometálico.

Estructura y propiedades

El enlace metal-carbono en compuestos organometálicos es generalmente de carácter intermedio entre iónico y covalente. Enlaces metal-carbono Principalmente iónicos se encuentran ya sea cuando el metal es muy electropositivo o cuando el ligando que contiene carbono existe como un carbanión estable. Carbaniones se pueden estabilizar por resonancia o por la presencia de sustituyentes captadores de electrones. Por lo tanto, la unión de compuestos como el acetiluro de sodio y triphenylmethylpotassium es principalmente iónico. Por otro lado, el carácter iónico de enlaces metal-carbono en los compuestos organometálicos de metales de transición, metales y metaloides pobres, tiende a ser intermedia, debido a la mitad de la carretera-electronegatividad de tales metales.

Los compuestos organometálicos con bonos que tienen caracteres en entre iónico y covalente son muy importantes en la industria, ya que ambos son relativamente estables en soluciones y relativamente iónica a someterse a reacciones. Dos clases importantes son organolitio y reactivos de Grignard. En ciertos compuestos organometálicos tales como ferroceno o dibenzenechromium, los orbitales pi de la fracción orgánica ligate el metal.

Aplicaciones

Organometallics encontrar usos prácticos en procesos estequiométricas y catalíticas, especialmente los procesos en los que el monóxido de carbono y polímeros derivados de alqueno. Todos polietileno y polipropileno en el mundo se producen a través de catalizadores organometálicos, generalmente heterogénea a través de Ziegler-Natta. El ácido acético se produce a través de catalizadores de carbonilo de metal en el proceso Monsanto y proceso de Cativá. La mayoría de aldehídos sintéticos se producen a través de hidroformilación. La mayor parte de los alcoholes sintéticos, al menos los mayores de etanol, se producen por hidrogenación de aldehídos derivados de hidroformilación. Del mismo modo, el proceso de Wacker se utiliza en la oxidación de etileno a acetaldehído.

Organolitio, organomagnesio, y compuestos de organoaluminio son altamente básica y altamente reductora. Ellos catalizan muchas reacciones de polimerización, pero también son útiles estequiométricamente.

Semiconductores III-V se producen a partir trimetilgalio, trimethylindium, trimetil-aluminio y nitrógeno/fósforo/arsénico/compuestos de antimonio relacionada. Estos compuestos volátiles se descomponen junto con amoniaco, arsina, fosfina y hidruros relacionados sobre un sustrato calentado a través de metalorgánico proceso de epitaxia de fase de vapor para aplicaciones tales como diodos emisores de luz de fabricación.

Los compuestos organometálicos pueden ser encontrados en el medio ambiente y algunos, como organo-plomo y compuestos orgánicos de mercurio son un riesgo tóxico.

Conceptos y técnicas

Al igual que en otras áreas de la química, el conteo de electrones es útil para la organización de la química organometálica. La regla de los 18 electrones es útil en la predicción de las estabilidades de carbonilos metálicos y compuestos relacionados. Enlace químico y reactividad en compuestos organometálicos se discute a menudo desde la perspectiva del principio isolobal.

RMN y espectroscopia de infrarrojos son técnicas comunes que se utilizan para determinar la estructura. Las propiedades dinámicas de los compuestos organometálicos a menudo se probaron con RMN-variable de la temperatura y la cinética química.

Compuestos organometálicos someterse a varias reacciones importantes:

• adición oxidativa y eliminación reductiva
• transmetalación
• carbometalation
• Hydrometalation
• transferencia de electrones
• eliminación de beta-hidruro
• reacción de sustitución organometálico
• activación del enlace carbono-hidrógeno
• Metal transición
• Inserción migratoria
• Abstracción nucleofílica

Historia

Los primeros desarrollos de la química organometálica como Louis Claude Cadetes síntesis de compuestos de arsénico metilo relacionados con cacodilo, complejo de platino-etileno de William Christopher Zeise, Edward Franklands descubrimiento de dimetil zinc, Ludwig Diamonds descubrimiento de Ni4 y Victor Grignards compuestos de organomagnesio. Los abundantes y diversos productos a partir de carbón y petróleo llevaron a Ziegler-Natta, de Fischer-Tropsch, la catálisis de hidroformilación que emplean CO, H2, y alquenos como materias primas y ligandos.

Tetraetilo de plomo previamente se combinó con la gasolina como un agente antidetonante. Debido a la toxicidad del plomo ya no se utiliza, sus reemplazos ser otros compuestos organometálicos tales como ferroceno y metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo.

Reconocimiento de la química organometálica como un subcampo distinto culminó en los Premios Nobel de Ernst Fischer y Geoffrey Wilkinson para trabajar en metalocenos. En 2005, Yves Chauvin, Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock compartieron el Premio Nobel de la catalizada por metales de metátesis de olefinas.