「联苯基金属」：修訂間差異

於 2023年7月12日 (三) 13:37 的最新修訂

聯苯基金屬化合物是聯苯和金屬形成的化合物。d區、ds區和p區的金屬元素都能和聯苯形成有機金屬化合物。

合成[編輯]

第五周期p區[編輯]

聯苯和InCl在AlCl₃催化下反應得到In₂(C₁₂H₈)₂，用甲苯溶解後加入聯苯烯和氫化鈉得到Na₃[In(C₁₂H₈)₃]，即三(2,2'-聯苯基)銦(III)酸鈉；聯苯和SnCl₂在AlCl₃催化下反應得到SnC₁₂H₈，用甲苯溶解後加入聯苯烯和氫化鈉得到Na₂[Sn(C₁₂H₈)₃]，即三(2,2'-聯苯基)錫(IV)酸鈉；聯苯和SbCl₃在AlCl₃催化下反應得到Sb(C₁₂H₈)Cl，用甲苯溶解後加入聯苯烯和氫化鈉得到Na[Sb(C₁₂H₈)₃]，即三(2,2'-聯苯基)銻(V)酸鈉；聯苯和TeCl₄在AlCl₃催化下反應得到Te(C₁₂H₈)₂，用甲苯溶解後加入聯苯烯得到Te(C₁₂H₈)₃，即三(2,2'-聯苯基)碲(VI)。

第六周期p區[編輯]

聯苯和TlCl在AlCl₃催化下反應得到Tl₂(C₁₂H₈)₂，用甲苯溶解後加入聯苯烯和氫化鈉得到Na₃[Tl(C₁₂H₈)₃]，即三(2,2'-聯苯基)鉈(III)酸鈉；聯苯和PbCl₂在AlCl₃催化下反應得到PbC₁₂H₈，用甲苯溶解後加入聯苯烯和氫化鈉得到Na₂[Pb(C₁₂H₈)₃]，即三(2,2'-聯苯基)鉛(IV)酸鈉；聯苯和BiCl₃在AlCl₃催化下反應得到Bi(C₁₂H₈)Cl，用甲苯溶解後加入聯苯烯和氫化鈉得到Na[Bi(C₁₂H₈)₃]，即三(2,2'-聯苯基)鉍(V)酸鈉；聯苯和PoCl₄在AlCl₃催化下反應得到Po(C₁₂H₈)₂，用甲苯溶解後加入聯苯烯得到Po(C₁₂H₈)₃，即三(2,2'-聯苯基)釙(VI)。

性質[編輯]

總體[編輯]

這些化合物中金屬元素形式上的化合價很高，但由於碳的電負性比氧的電負性低得多，它們並沒有很強的氧化性。不但如此，苯環上的π電子還能填到中心原子上，進一步降低中心原子的正電荷密度。由於大量π電子與中心金屬原子的s、p、d軌道相互作用，聯苯基金屬化合物普遍具有熒光性，在紫外線下或者受其他化學反應提供能量時能發出耀眼的熒光。

每一個聯苯基金屬都有一對互為對映異構體的分子，可通過手性柱子分離。

IIIA族[編輯]

由於負電荷密度大，Na₃[In(C₁₂H₈)₃]最不穩定，Na₃[Tl(C₁₂H₈)₃]次之，在稍微受熱或者遇到熱水時迅速分解為In₂(C₁₂H₈)₂和Tl₂(C₁₂H₈)₂，其中含有金屬共價鍵。它們的鹼性太強，只能溶解在液氨以及有機胺中。加入銫鹽可以得到難溶於水、液氨以及有機胺的沉澱。在液氨中，它們的穩定性也不是很好，在加熱後會變成InNH₂和TlNH₂，同時放出聯苯。

IVA族[編輯]

Na₂[Sn(C₁₂H₈)₃]和Na₂[Pb(C₁₂H₈)₃]的穩定性良好，在NaOH水溶液中以[Sn(C₁₂H₈)₃]^2-和[Pb(C₁₂H₈)₃]^2-離子的形式存在，在加熱片刻後分解出Sn(C₁₂H₈)₂和Pb(C₁₂H₈)₂。它們對一般的酸性溶液穩定，但是會被硫氰酸和硒氰酸破壞。在它們的水溶液加入銫鹽可以得到難溶於水、液氨以及有機胺的沉澱。可以和濃硝酸發生硝化反應，和濃硫酸發生磺化反應，反應發生在與金屬原子相連的碳的對位碳上。反應時一部分Na₂[Sn(C₁₂H₈)₃]和Na₂[Pb(C₁₂H₈)₃]會被破壞。

VA族[編輯]

Na[Sb(C₁₂H₈)₃]和Na[Bi(C₁₂H₈)₃]非常穩定，在水中完全電離為[Sb(C₁₂H₈)₃]^-和[Bi(C₁₂H₈)₃]^-，這兩種物質的熱穩定性在本章所闡述的聯苯基金屬化合物中最高，並且在酸性溶液和鹼性溶液中都不容易發生反應。可以和濃硝酸發生硝化反應，和濃硫酸發生磺化反應，反應發生在與金屬原子相連的碳的對位碳上。反應時Na[Sb(C₁₂H₈)₃]和Na[Bi(C₁₂H₈)₃]幾乎不會被破壞。

VIA族[編輯]

Te(C₁₂H₈)₃和Po(C₁₂H₈)₃在水溶液中溶解度很小，而在苯中溶解度很大，在甲苯中溶解度更大。熱穩定性稍差一些，在加熱時釋放出聯苯烯並變為Te(C₁₂H₈)₂和Po(C₁₂H₈)₂。Po(C₁₂H₈)₃俗稱釙藍，但是在強銻場中釙藍會變為無色物質，因為強銻場中釙會變成穩定元素，既然不衰變出高能粒子，它就不會自發產生熒光。可以和濃硝酸發生硝化反應，和濃硫酸發生磺化反應，反應發生在與金屬原子相連的碳的對位碳上。

用途[編輯]

聯苯基金屬化合物可用於合成熒光材料或者有機金屬催化劑。在交變銻場、鈮場中，這些物質能發出熒光，因而被用於測量銻場、鈮場強度變化率

聯苯基金屬化合物中僅有幾種是天然存在於銻星，但是它們的衍生物廣泛存在於多數銻星生物酶中，因為這類物質能通過「化學能→光能→化學能」的途徑在細胞內外傳遞信號。

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-联苯基金属是联苯和金属形成的化合物。d区、ds区和p区的金属元素都能和联苯形成有机金属化合物。
+联苯基金属化合物是联苯和金属形成的化合物。d区、ds区和p区的金属元素都能和联苯形成有机金属化合物。
 == 合成 ==
 === 第五周期p区 ===
-联苯和InCl在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到In2(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，在甲苯溶剂中加入联苯和氢化钠得到Na<sub>3</sub>[In(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]。其中文名为三(2,2'-联苯基)铟(III)酸钠。
+联苯和InCl在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到In<sub>2</sub>(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，用甲苯溶解后加入联苯烯和氢化钠得到'''Na<sub>3</sub>[In(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]'''，即'''三(2,2'-联苯基)铟(III)酸钠'''；联苯和SnCl<sub>2</sub>在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到SnC<sub>12</sub>H<sub>8</sub>，用甲苯溶解后加入联苯烯和氢化钠得到'''Na<sub>2</sub>[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]'''，即'''三(2,2'-联苯基)锡(IV)酸钠'''；联苯和SbCl<sub>3</sub>在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)Cl，用甲苯溶解后加入联苯烯和氢化钠得到'''Na[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]'''，即'''三(2,2'-联苯基)锑(V)酸钠'''；联苯和TeCl<sub>4</sub>在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，用甲苯溶解后加入联苯烯得到'''Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>'''，即'''三(2,2'-联苯基)碲(VI)'''。
-联苯和SnCl2在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到SnC<sub>12</sub>H<sub>8</sub>，在甲苯溶剂中加入联苯和氢化钠得到Na<sub>2</sub>[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]。其中文名为三(2,2'-联苯基)锡(IV)酸钠。
-联苯和SbCl3在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)Cl，在甲苯溶剂中加入联苯烯和氢化钠得到Na[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]。其中文名为三(2,2'-联苯基)锑(V)酸钠。
-联苯和TeCl4在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，在甲苯溶剂中再加入联苯烯得到Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>。其中文名为三(2,2'-联苯基)碲(VI)。
 === 第六周期p区 ===
-联苯和TlCl在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Tl<sub>2</sub>(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，在甲苯溶剂中加入联苯和氢化钠得到Na<sub>3</sub>[Tl(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]。其中文名为三(2,2'-联苯基)铊(III)酸钠。
+联苯和TlCl在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Tl<sub>2</sub>(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，用甲苯溶解后加入联苯烯和氢化钠得到'''Na<sub>3</sub>[Tl(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]'''，即'''三(2,2'-联苯基)铊(III)酸钠'''；联苯和PbCl<sub>2</sub>在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到PbC<sub>12</sub>H<sub>8</sub>，用甲苯溶解后加入联苯烯和氢化钠得到'''Na<sub>2</sub>[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]'''，即'''三(2,2'-联苯基)铅(IV)酸钠；'''联苯和BiCl<sub>3</sub>在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)Cl，用甲苯溶解后加入联苯烯和氢化钠得到'''Na[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]'''，即'''三(2,2'-联苯基)铋(V)酸钠'''；联苯和PoCl<sub>4</sub>在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，用甲苯溶解后加入联苯烯得到'''Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>'''，即'''[[钋蓝|三(2,2'-联苯基)钋(VI)]]'''。
-联苯和PbCl2在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到PbC<sub>12</sub>H<sub>8</sub>，在甲苯溶剂中加入联苯和氢化钠得到Na<sub>2</sub>[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]。其中文名为三(2,2'-联苯基)铅(IV)酸钠。
-联苯和BiCl3在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)Cl，在甲苯溶剂中加入联苯烯和氢化钠得到Na[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]。其中文名为三(2,2'-联苯基)铋(V)酸钠。
-联苯和PoCl4在AlCl<sub>3</sub>催化下反应得到Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>，在甲苯溶剂中再加入联苯烯得到Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>。其中文名为[[钋蓝|三(2,2'-联苯基)钋(VI)]]。
 == 性质 ==
 === 总体 ===
-这些金属有机化合物中金属元素形式上的化合价很高，但由于碳的电负性比氧的电负性低得多，它们并没有很强的氧化性。不但如此，苯环上的π电子还能填到中心原子上，进一步降低中心原子的正电荷密度。由于大量π电子与中心金属原子的s、p、d轨道相互作用，联苯基金属普遍具有荧光性，在紫外线下或者受其他原子团提供能量时能发出耀眼的荧光。
+这些化合物中金属元素形式上的化合价很高，但由于碳的电负性比氧的电负性低得多，它们并没有很强的氧化性。不但如此，苯环上的π电子还能填到中心原子上，进一步降低中心原子的正电荷密度。由于大量π电子与中心金属原子的s、p、d轨道相互作用，联苯基金属化合物普遍具有荧光性，在紫外线下或者受其他化学反应提供能量时能发出耀眼的荧光。
 [[File:M(C12H8)3.jpg|thumb|联苯基金属的结构（其中一种对映异构体）]]
-每一个联苯基金属都分子都有一对互为对映异构体的分子，可通过手性柱子分离。
+每一个联苯基金属都有一对互为对映异构体的分子，可通过手性柱子分离。
 === IIIA族 ===
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 === IVA族 ===
-Na<sub>2</sub>[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na<sub>2</sub>[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]的稳定性良好，在NaOH水溶液中以[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>2-</sup>和[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>2-</sup>离子的形式存在，在加热片刻后分解出Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>和Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>。它们对一般的酸性溶液稳定，但是会被硫氰酸和硒氰酸破坏。在它们的水溶液加入铯盐可以得到难溶于水、液氨以及有机胺的沉淀。和浓硝酸反应时，苯环上与金属原子相连的碳的对位碳会发生硝化反应；和浓硫酸反应时，苯环上与金属原子相连的碳的对位碳会发生磺化反应。这类有机反应在进行时伴随着部分Na<sub>2</sub>[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na<sub>2</sub>[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]被破坏。
+Na<sub>2</sub>[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na<sub>2</sub>[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]的稳定性良好，在NaOH水溶液中以[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>2-</sup>和[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>2-</sup>离子的形式存在，在加热片刻后分解出Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>和Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>。它们对一般的酸性溶液稳定，但是会被硫氰酸和硒氰酸破坏。在它们的水溶液加入铯盐可以得到难溶于水、液氨以及有机胺的沉淀。可以和浓硝酸发生硝化反应，和浓硫酸发生磺化反应，反应发生在与金属原子相连的碳的对位碳上。反应时一部分Na<sub>2</sub>[Sn(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na<sub>2</sub>[Pb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]会被破坏。
 === VA族 ===
-Na[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]非常稳定，在水中完全电离为[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>-</sup>和[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>-</sup>，这两种物质的热稳定性在本章所阐述的联苯基金属化合物中最高，并且在酸性溶液和碱性溶液中都不容易发生反应。和浓硝酸反应时，苯环上与金属原子相连的碳的对位碳会发生硝化反应；和浓硫酸反应时，苯环上与金属原子相连的碳的对位碳会发生磺化反应。由于稳定性高，这类有机反应在进行时，Na[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]几乎不会被破坏。
+Na[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]非常稳定，在水中完全电离为[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>-</sup>和[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]<sup>-</sup>，这两种物质的热稳定性在本章所阐述的联苯基金属化合物中最高，并且在酸性溶液和碱性溶液中都不容易发生反应。可以和浓硝酸发生硝化反应，和浓硫酸发生磺化反应，反应发生在与金属原子相连的碳的对位碳上。反应时Na[Sb(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]和Na[Bi(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>]几乎不会被破坏。
 === VIA族 ===
-Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>和Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>在水溶液中溶解度很小，而在苯中溶解度很大，在甲苯中溶解度更大。热稳定性稍差一些，在加热时释放出联苯烯并变为Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>和Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>。和浓硝酸反应时，苯环上与金属原子相连的碳的对位碳会发生硝化反应；和浓硫酸反应时，苯环上与金属原子相连的碳的对位碳会发生磺化反应。Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>是钋蓝的化学式，而Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>没有这个性质。
+Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>和Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>在水溶液中溶解度很小，而在苯中溶解度很大，在甲苯中溶解度更大。热稳定性稍差一些，在加热时释放出联苯烯并变为Te(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>和Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>。Po(C<sub>12</sub>H<sub>8</sub>)<sub>3</sub>俗称钋蓝，但是在强锑场中钋蓝会变为无色物质，因为强锑场中钋会变成稳定元素，既然不衰变出高能粒子，它就不会自发产生荧光。可以和浓硝酸发生硝化反应，和浓硫酸发生磺化反应，反应发生在与金属原子相连的碳的对位碳上。
 == 用途 ==
-联苯基金属可用于合成荧光材料或者有机金属催化剂。在交变锑场中，这些物质能发出荧光。另外，通过磺化反应和硝化反应可以得到一系列衍生物，是某些锑星生物酶的重要原材料。
+联苯基金属化合物可用于合成荧光材料或者有机金属催化剂。在交变锑场、铌场中，这些物质能发出荧光，因而被用于测量锑场、铌场强度变化率
+联苯基金属化合物中仅有几种是天然存在于锑星，但是它们的衍生物广泛存在于多数锑星生物酶中，因为这类物质能通过“化学能→光能→化学能”的途径在细胞内外传递信号。
+[[Category:有机化合物]]
+[[Category:超理产品]]