金屬有機化合物

organometallic compound

定義：含金屬-碳鍵（M-C）的化合物。也包括類金屬硼、硅、砷、碲與碳鍵合的化合物。

學科：化學_有機化學_金屬有機化學

相關名詞：過渡金屬 共價鍵 配位化合物

圖片來源：視覺中國

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游離的金屬原子或離子處于高度的配位不飽和狀態(tài)，容易與各種配體發(fā)生配位反應。在金屬有機化合物中，配合物是指由中心金屬（原子或離子）與配體（通常是帶有孤對電子的分子、原子或離子）所形成的化合物。其中，中心金屬可以是主族金屬元素，也可以是過渡金屬元素。

在具有熱力學穩(wěn)定性的主族金屬有機化合物中，中心金屬的價電子數(shù)與配體所提供的電子數(shù)總和為8個，這就是滿足八隅律。對于ⅠA、ⅡA、ⅢA主族的金屬有機化合物，通常以與溶劑分子配位或分子間自配位的形式達到八隅律的要求。

1760年巴黎的一家軍方藥房合成的胂類有機化合物，被認為是金屬有機化合物和元素有機化合物的起源。1827年丹麥藥劑師蔡斯合成了第一個金屬烯烴配合物蔡斯鹽（Zeise鹽），這是過渡金屬有機化學起步的里程碑。20世紀30年代，人們在研究過渡金屬的羰基化合物時發(fā)現(xiàn)，熱力學穩(wěn)定的過渡金屬羰基化合物中，每個金屬原子的價電子數(shù)和它周圍的配體提供的電子數(shù)加在一起等于18，或等于最鄰近的下一個稀有氣體原子的價電子數(shù)，這種現(xiàn)象被稱為18電子規(guī)則。滿足18電子規(guī)則的金屬有機化合物稱為配位飽和化合物，不滿足的稱為配位不飽和化合物。

金屬有機化合物的反應主要包括中心金屬上的反應、配體上的反應以及金屬-碳鍵之間發(fā)生的反應。鑒于金屬原子、配體以及金屬-碳鍵的多樣性，金屬有機化合物所發(fā)生的反應不僅多種多樣，而且新穎獨特，其中包括很多以前無法想象的反應，如一氧化碳（CO）和氫氣（H₂）直接反應生成甲醇（CH₃OH）等。

在有機化學的發(fā)展過程中，過渡金屬越來越多地參與到有機反應中，產(chǎn)生了許多高效的過渡金屬催化的新反應。2005年諾貝爾化學獎獲得者的學術成果是關于過渡金屬催化的烯烴復分解反應，2010年諾貝爾化學獎獲得者的學術成果是關于過渡金屬催化的偶聯(lián)反應。金屬有機化學的發(fā)展不僅對基礎理論研究具有重要的科學意義，對推動人類的社會、經(jīng)濟發(fā)展以及日常生活也發(fā)揮著積極作用。

責任編輯：張鵬輝