Kemiki "nadmestijo" visoko reaktivno kovino

Raziskovalci ustvarjajo prvi kovinski kompleks z elementarno alkalno zemeljsko kovino v središču

Berilij zemeljskoalkalijske kovine spada med tako imenovane elemente s-bloka - so zelo reaktivni. © Slike kemičnih elementov / CC-by-sa 3.0
prebral

Kemiki so navidezno onemogočili: z berilijem zemeljsko-kovinske kovine so postali elementarni elementi in se še vedno povezali z organskimi partnerji. Tako so ustvarili prvi kovinski kompleks s tako zelo reaktivnim elementom - svetovno premiero. Odpira pot nadaljnjim stabilnim kompleksom alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin, kot poročajo raziskovalci v reviji Nature Nature.

Večina nas ve to iz pouka kemije: ko čisti natrij pride v stik z vodo, začne goreti in eksplodirati. Kot so nedavno ugotovili kemiki, iz kovine streljajo drobni trni, ki povečajo površino in s tem spodbudijo reakcijo.

Razlog za to silovito reakcijo je težnja alkalnih in zemeljsko zemeljskih kovin, da sprostijo en ali dva zunanja elektrona v reaktant, da bi dosegli energetsko ugodnejše stanje s polno zunanjo lupino. Od teh tako imenovanih elementov s-bloka periodične tabele torej obstajajo skoraj samo kemične spojine, v katerih kovine oksidirajo - in torej niso v elementarnem stanju.

Kompleksne povezave nemogoče?

Ta reakcija je doslej onemogočila oblikovanje kovinskih kompleksov iz teh elementov - razred spojin, ki so pomembne za različne materiale in reakcije, vključno s hemoglobinom v naši krvi. V takih kompleksih osrednji kovinski atomi ne oddajajo elektronov, ampak ostanejo pasivni, tako rekoč in jih elektrificirajo njihovi partnerji organskih spojin.

Čeprav elementi z že razmeroma polno zasedenostjo elektronov, kot so platina, rodij ali paladij, relativno enostavno tvorijo tovrstne komplekse, so redki in zato dragi. Toda cenejše in obilnejše kovine glavnih skupin so običajno preveč reaktivne. Kemiki so do danes lahko naredili le nekaj elementov p-bloka, kot so silicij, kositer in bor, da so tvorili tako nizke valentne komplekse. zaslon

Eden od dveh novih kovinskih kompleksov: berilij na sredini, ki sta ob straneh povezana z dvema stabilizacijskima ligandoma v obliki obroča. Julia Schuster

Alkalno zemeljska kovina se je "ustavila"

Holger Braunschweig in njegova ekipa z univerze v Würzburgu so zdaj prvič uspeli obvladati eno od "divjih" kovin iz s-bloka: V osnovnem stanju v Moleku so zgradili berilij zemeljsko-zemeljske kovine v svojem osnovnem stanju le, brez velikega udarca ali takojšnjega razpada je bil rezultat.

Kemiki so to uspeli s trikom: dva reakcionarja so postavili na stran reaktivne kovine. Ti ligandi, imenovani ciklični alkil-amino-karbeni (CAAC), stabilizirajo berilij in mu preprečujejo darovanje elektronov med sintezo kompleksnih spojin. Posledično je nastal kovinski kompleks z osnovnim atomom berilija v sredini, ki je bil z dvojnimi vezmi v obliki tako imenovanih π vezi povezan z dvema sosednjima atomoma ogljika.

"Prvi pritisk za nove povezave"

"To nam je omogočilo izolacijo in karakterizacijo prvih nevtralnih spojin z elementarnim elementom s-bloka, berilijem, " ugotavljajo raziskovalci. To je bila svetovna premiera. Njihovi poskusi tudi kažejo, da sta dva od teh berilijevih kompleksov nenavadno stabilna.

Zanimivost je, da če je mogoče ustvariti stabilne molekule z elementarnim berilijem, so zelo dobre možnosti, da je to mogoče doseči tudi z drugimi kovinami s-bloka. "Prvi poskus smo spravili elemente s-bloka v stanje, v katerem se lahko spopadejo z reakcijami, ki so sicer rezervirane za plemenite težke kovine, " pojasnjuje Kortina soavtorica Julia Schuster.

Čeprav je berilij strupen in je zato manj primeren za nadaljnjo uporabo. Vendar to ne velja za druge obilne elemente s-bloka, kot sta magnezij in kalcij. So biokompatibilni in primerni tudi kot katalizatorji za številne pomembne reakcije, kot poudarjajo kemiki. (Naravna kemija, 2016; doi: 10.1038 / NCHEM.2542)

(Julius-Maximilians-University W rzburg, 07.06.2016 - NPO)