تحديد الخصائص
يعتبر المركب معدنًا عضويًا إذا كان يحتوي على رابطة واحدة على الأقل من معدن الكربون (M ― C) حيث يكون الكربون جزءًا من مجموعة عضوية. عادة ، تحتوي المجموعة العضوية على روابط كربون - هيدروجين (C ― H) ؛ على سبيل المثال ، مجموعة الميثيل البسيطة ، CH 3 ، والمتجانسات الأكبر مثل مجموعة الإيثيل ، C 2 H 5 ، التي ترتبط بذرة فلزية من خلال ذرة كربون واحدة فقط. (غالبًا ما يتم اختصار مجموعات الألكيل البسيطة مثل هذه بالرمز R.) تشتمل المجموعات العضوية الأكثر تفصيلاً على مجموعة cyclopentadienyl ، C 5 H 5، حيث يمكن لجميع ذرات الكربون الخمسة أن تشكل روابط مع ذرة الفلز. يتم تفسير مصطلح معدني على نطاق واسع في هذا السياق. وبالتالي ، عندما يتم إرفاق المجموعات العضوية بالفلزات مثل البورون (B) والسيليكون (Si) والجرمانيوم (Ge) والزرنيخ (As) ، فإن المركبات الناتجة تعتبر عضوية فلزية إلى جانب تلك التي تحتوي على معادن حقيقية مثل الليثيوم (Li) والمغنيسيوم (Mg) والألمنيوم (Al) والحديد (Fe). يمكن أن يشتمل "المعدن" في مركب فلزي عضوي على معظم العناصر ، باستثناء النيتروجين (N) والفوسفور (P) في المجموعة 15 وجميع العناصر في المجموعات 16 (مجموعة الأكسجين) و 17 (الهالوجينات) و 18 (غازات نبيلة).
أحد الأمثلة على مركب فلزي عضوي هو تريميثيل بورون ، B (CH 3) 3 ، والذي يحتوي على ثلاث روابط B ― C.
آخر هو ferrocene ، Fe (C 5 H 5) 2 ، الذي له بنية أكثر تفصيلاً مع ذرة الحديد المحصورة بين حلقتين C 5 H 5. لا تعتبر بعض المركبات ذات الروابط المعدنية - الكربونية معادن عضوية ، لأن ذرة الكربون المكونة ليست جزءًا من مجموعة عضوية ؛ ومن الأمثلة على ذلك كربيدات معدنية - مثل Fe 3 C ، مادة صلبة صلبة مكونة من الحديد الزهر - ومركبات سيانيد معدنية - مثل صبغة الطلاء الأزرق الداكن البروسي الأزرق ، KFe 2 (CN) 6.
التطورات التاريخية
تم تحضير أول مركب اصطناعي عضوي معدني ، K [PtCl 3 (C 2 H 4)] ، من قبل الصيدلي الدنماركي ويليام سي زيز في عام 1827 وغالبًا ما يشار إليه باسم ملح زايز. في ذلك الوقت ، لم يكن لدى Zeise أي طريقة لتحديد بنية مركبه الجديد ، ولكن من المعروف اليوم أن الهيكل يحتوي على جزيء إيثيلين (H 2 C = CH 2) متصل من خلال ذرات الكربون إلى ذرة البلاتين المركزية (Pt). ترتبط ذرة البلاتين أيضًا بثلاث ذرات كلور (Cl). أيون البوتاسيوم ، K + ، موجود لموازنة الشحنة.
إن ارتباط ذرات كربون الإيثيلين بذرة البلاتين المركزية يؤهل ملح زايس كمركب فلزي عضوي. كان التطور الذي كان له تأثير أكثر مباشرة على مجال الكيمياء هو اكتشاف عام 1849 من قبل الكيميائي البريطاني المدرب الألماني إدوارد سي فرانكلاند من ثنائي إيثيلزينك ، H 5 C 2 ―Zn ― C 2 H 5 ، والذي أظهر أنه مفيد جدًا في التوليف العضوي. منذ ذلك الحين ، تم استخدام مجموعة متزايدة من المركبات الفلزية العضوية في التوليف العضوي في كل من المختبر والصناعة.
كان أحد المعالم البارزة الأخرى في تطوير هذا المجال اكتشاف اكتشاف رباعي كلوني النيكل من قبل الكيميائي الصناعي البريطاني المتعلم الألماني لودفيج موند ومساعديه في عام 1890. في عام 1951 ، اكتشف الكيميائي النظري الألماني إرنست أوتو فيشر والكيميائي البريطاني السير جيفري ويلكنسون بشكل مستقل هيكل شطيرة مركب الفيروسين المركب. أدت اكتشافاتهم المتوازية إلى كشف النقاب عن مركبات أخرى ذات هياكل شطيرة ، وفي عام 1973 ، حصل فيشر وويلكنسون بشكل مشترك على جائزة نوبل في الكيمياء لمساهماتهم في دراسة المركبات العضوية الفلزية. منذ الخمسينيات ، أصبحت الكيمياء المعدنية الفلزية مجالًا نشطًا جدًا ، تميز باكتشاف مركبات فلزية عضوية جديدة إلى جانب توصيفها الهيكلي والكيميائي التفصيلي وتطبيقها كمواد وسيطة اصطناعية ومحفزات في العمليات الصناعية. هناك نوعان من المعادن العضوية التي تمت مواجهتها في الطبيعة هما أنزيم فيتامين ب 12 ، الذي يحتوي على رابطة الكوبالت - الكربون (Co-C) ، وثنائي ميثيل الزئبق ، H 3 C ― Hg ― CH 3 ، الذي تنتجه البكتيريا للقضاء على معدن الزئبق السام. ومع ذلك ، فإن المركبات الفلزية العضوية عادة ما تكون غير عادية في العمليات البيولوجية.
