כימיה אורגנומתכתית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

כימיה אורגנומתכתית (או אורגנומטלית) היא ענף בכימיה העוסק בחקר תרכובות כימיות הכוללות קשר בין אטום פחמן למתכת. לעתים הגדרה זו מצומצמת מדי, מכיוון שתרכובות רבות שאינן כוללות קשרים כאלה דומות מבחינה כימית. הגדרה חלופית תהיה "תרכובות הכוללות קשר מתכת-יסוד בעלי אופי קוולנטי בעיקרו". כימיה אורגנומתכתית משלבת בין הכימיה האורגנית לכימיה האנאורגנית. תרכובות אורגנומטליות מצוינות על ידי התחילית "אורגנו-".
תרכובות אורגנומתכתיות משמשות בעיקר כקטליזטורים. בשל חשיבותם הרבה של זרזים לעולם הכימיה, פיתוחם של תרכובות אורגנומתכתיות חדשות נמצא היום בחזית המחקר.

עקרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

על ידי חוק 18 האלקטרונים ניתן לחזות את יציבות הקומפלקס האורגנומתכתי. מילוי קליפת הערכיות ל-18 אלקטרונים בקומפלקס מתבצעת באמצעות הליגנדים הקשורים למתכת. מנגנוני התגובה של הליגנדים הם:

  • החלפת ליגנד - ליגנד (נייטרלי\אניוני) עוזב ובמקומו נכנס ליגנד אחר (נייטרלי\אניוני בהתאמה) כך שלא משתנה מצב החמצון של המתכת והמתכת לא "הרוויחה" או "הפסידה" אלקטרונים. ההחלפה תתבצע אם בעקבותיה תהיה למתכת אפיניות גבוהה יותר לליגנד החדש על פני הליגנד הישן. החלפת הליגנד יכולה לקרות באחת משתי צורות:
    • מנגנון דיסאוציאטיבי - בו הליגנד הקודם עוזב תחילה ואז מתחבר הליגנד החדש. (מתרחש בקומפלקסים רוויים באלקטרונים).
    • מנגנון אסוציאטיבי - בו הליגנד החדש מתחבר ואז הליגנד הישן עוזב. (מתרחש בדרך כלל בקומפלקסים בלתי רוויים באלקטרונים).
  • סיפוח מחמצן - שני ליגנדים אניוניים מתחברים למתכת בקונפיגורציית ציס כך שהמתכת מקבלת שני אלקטרונים ומספר החמצון שלה יורד.
  • אלימינציה מחזרת - מנגנון הפוך לסיפוח מחמצן. שני ליגנדים אניוניים הנמצאים בציס אחד לשני מתחברים יחד ויציאם מן המתכת כך שהמתכת מאבדת שני אלקטרונים ומספר החמצון שלה עולה.
  • מיגרציה אינסרציה - ליגנד אניוני וליגנד נייטרלי המחוברים למתכת בנפרד מתחברים יחד אל המתכת. מצב החימצון של המתכת לא משתנה.
  • בטא הידריד אלימנציה - מנגנון הופכי למיגרציה אינסרציה. מימן הנמצא בעמדה בטא למתכת מתנתק מהאלקיל ומתחבר מחדש למתכת כליגנד אניוני, ואילו האלקיל (שכעת מכיל קשר כפול) מתחבר בצורה נייטרלית למתכת (דרך קשר הפאי למתכת).

דוגמאות[עריכת קוד מקור | עריכה]

להלן כמה תרכובות אורגנומתכתיות טיפוסיות:

קבוצות חשובות של תרכובות אורגנומתכתיות הן קרבונילים מתכתיים, מטלוצנים (ובהם פרוצן), וקומפלקסי קרבן. כמו כן קיימת קבוצת מתכות המעבר העמידות, כמו אלומיניום, היוצר טריאלקילאלומיניום, ואלומינואוקסן, המשחקים תפקיד חשוב בזרזי זיגלר-נטה. המושג "מתכת" משמש כאן באופן רחב, כאשר גם מתכות למחצה, כמו צורן, ארסן ובור נחשבים כמתכות לעניין זה, כמו בתרכובת טטרמתילסילאן (Me4Si,TMS).

התפתחות הכימיה האורגנומתכתית[עריכת קוד מקור | עריכה]

ספרות ישראלית[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשנת 2010 יצא ספר מבוא מקיף בנושא, "מבוא לכימיה אורגנו מתכתית" על ידי פרופסור א. זילכה מהאוניברסיטה העברית. הספר יצא בהוצאת אקדמון. הספר מכיל חומר תאורטי ותרגילים פתורים. מתוך גב הספר:

כימיה אורגנו מתכתית, המשלבת כימיה אורגנית ואי-אורגנית, היא ענף חשוב בכימיה שהתפתחה במיוחד ביובל השנים האחרונות לרגל תרומתה הגדולה בתהליכים קטליטיים בתעשייה הפלסטית ובתעשייה בייצור חומרי רפואה וחקלאות. במשך השנים הוענקו מספר פרסי נובל למדענים שפתחו את השטח הזה. הספר מסודר בהתאם לטבלה המחזורית. הפרקים מציגים את הנושאים הבאים: תרכובות אורגנו מתכתיות, מתכות המעבר (מסודרים בהתאם לליגנדים), קטליזאטורים ומערכות קטליטיות בפולימריזציה, או בסינתזה בראקציות צימוד או ציקליזציה.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]