I composti metallorganici: la loro storia e le applicazioni
Il legame metallo-carbonio è la caratteristica distintiva dei composti metallorganici, rappresentando il punto di congiunzione tra la chimica organica e inorganica. La storia di tali composti risale al 1827, quando Zeise scoprì il primo composto metallorganico costituito da un metallo di transizione, ossia un derivato del platino con l’etene. Successivamente, sono stati isolati altri composti significativi come il nichel tetracarbonile e il ferrocene, che hanno contribuito allo sviluppo della chimica dei derivati metallorganici.
Le applicazioni dei composti metallorganici sono ampie e diversificate. Ad esempio, la reazione di idroformilazione delle olefine catalizzata dal dicobalto otto carbonile e le reazioni delle olefine catalizzate dai catalizzatori Ziegler-Natta, costituiti da derivati organometallici del titanio, sono solo alcune delle applicazioni di rilievo.
La disponibilità per i legami degli orbitali d impartisce ai derivati organometallici degli elementi di transizione proprietà significativamente diverse da quelli degli elementi non transizione. Nei derivati organometallici degli elementi non transizione, il numero di ossidazione del metallo e il suo numero di coordinazione coincidono, non vanno considerati dei composti di coordinazione.
Una classificazione dei composti metallorganici può essere effettuata tenendo conto della natura del gruppo organico legato al metallo e, in particolare, al numero di elettroni messi in compartecipazione dal legante nella formazione del legame con il metallo. Un’ulteriore analisi riguarda il calcolo degli elettroni, che si basa su regole specifiche.
In generale, i composti con leganti a campo forte indirizzano il metallo a raggiungere una struttura elettronica stabile, mentre nei composti con leganti a campo debole prevale la tendenza a raggiungere un numero di coordinazione favorevole, come quattro o sei.
Il calcolo del numero totale di elettroni nello strato di valenza del metallo nel composto si basa su diverse regole, compreso il numero di elettroni nello strato di valenza del metallo libero e la somma degli elettroni donati dai leganti.
In conclusione, la chimica dei composti metallorganici ha conosciuto un notevole sviluppo, con implicazioni teoriche e applicative significative.L’influenza dei legami metallici nei composti metallorganici
Nei composti in cui è presente un legame tra due atomi metallici, come nel dimanganese decacarbonile, è necessario considerare il contributo di questo legame. Esso corrisponde a un legame semplice e, di conseguenza, ciascun atomo metallico acquista un elettrone.
Ecco alcuni esempi di composti metallorganici e la valutazione del numero totale di elettroni presenti:
a) Nel composto Ni(CO)₄, il nichel presenta 10 elettroni nello strato di valenza. Considerando i 4 gruppi carbonilici, il numero totale di elettroni è 18.
b) Nel composto Mn₂(CO)₁₀, il manganese ha 7 elettroni nello strato di valenza. Considerando i 5 gruppi carbonilici per atomo di manganese e il numero di elettroni nel legame covalente manganese-manganese, il numero totale di elettroni è 18.
c) Nel composto [π – C₅H₅Fe(CO)₂C₂H₄]⁺, il ferro ha 7 elettroni nello strato di valenza. Considerando i diversi gruppi presenti, il numero totale di elettroni è 18.
d) Nel composto π –C₃H₇Fe(CO)₂Me, il ferro ha 8 elettroni. Considerando i gruppi presenti, il numero totale di elettroni è 18.
e) Nel composto [π – C₅H₅Fe(CO)₂]⁻, il ferro ha 9 elettroni. Considerando i gruppi presenti, il numero totale di elettroni è 18.
I composti metallorganici mostrano quindi un’equivalenza nel numero totale di elettroni, nonostante le differenze nelle configurazioni elettroniche dei vari atomi metallici coinvolti.