كيمياء عضوية فلزية
الكيمياء العضوية الفلزية (بالإنجليزية: Organometallic chemistry) هو علم دراسة المركبات الكيميائية التي تحتوي روابط بين كربون وفلز.[1][2] بما أن الكثير من المركبات التي لا تحوي مثل هذه الروابط تكون متشابهة كيميائياً، يمكن بالتالي تحديد المركبات التي يدرسها هذا العلم بأنها الحاوية على روابط فلز-عنصر ذات الصفة التساهمية الكبيرة.
تأخذ الكيمياء العضوية الفلزية خصائص من الكيمياء العضوية واللاعضوية.
يحتوي أورجانيل الفلز (أورجانيل :مجموعة كربوكسيل) أو أورجانيل عنصر على ذرة كربون Cواحدة على الأقل وكذلك على ذرة فلز أو ذرة عنصر E ذو كهربائية موجبة، ويكونان مرتبطان بعضهما البعض. وتكون الرابطة E-C بينهما في العادة رابطة قطبية. ويمكن لشاردة الأورجانيل أن تكون أحادية الترابط أو ثنائية أو ثلاثية الترابط مع ذرة العنصر. ولا ينتمي الكربيد إلى المواد العضوية الفلزية، فمثلا الفولاذ وهو سبيكة من الحديد والكربون لا يعد من ضمن المواد العضوية الفلزية.
أما الفيروسين Ferrocen فهو من المواد العضوية الفلزية (أنظر أسفله).
لا تنتمي مادة مثل خلات الصوديوم (H3C–COONa ) - وهو أحد أملاح حمض الخليك - إلى المركبات العضوية الفلزية بالرغم من وجود مجموعة أورجانيل H3C– وذرة فلز فيه، ذلك لأن المركب لا يحتوي على رابطة Na-C مباشرة. ونجد في هذه الحالة أن مجموعة الخلات مرتبطة أيونيا مع ذرة أكسجين ثم بأيون الصوديوم. كذلك الكلوروفيل والهيموجلوبين فهما طبقا لهذا التعريف لا ينتميان إلى المركبات العضوية الفلزية، ذلك لأن الذرة الفلزية : المغنسيوم وذرة الحديد الوسطيتان فيهما ترتبط بذرات النيتروجين حولها ولا ترتبط مباشرة بذرة كربون.
خواص المركبات العضوية الفلزية
بصفة عامة تكون المركبات العضوية الفلزية قابلة للاشتعال. ومنها ما يشتعل فجأة من ذاته في الهواء. وفي حالة المركبات المحتوية على فلز غير نبيل يحترق الجزيء العضوي كما يحترق أيضا الفلز، حيث يتحول إلى أكسيد الفلز.
وبينما تكون ذرات الفلز محاطة بذرات أخرى كثيرة منه في قطعة معدنية، تكون ذرات الفلز موزعة في المركبات العضوية الفلزية على مسافات كبيرة، مما يجعل تفاعلها يكون أشد من تفاعلها وهي في هيئة قطعة معدنية .
كثير من المركيات العضوية الفلزية وعلى الأخص المحتوية على فلز قلوي تكون قاعدة قوية - وبعضها يحتسب من ضمن أقوى أنواع القلويات. وهي تتفاعل بشدة مع الماء، وهي ليست مستقرة عندما توجد في وسط حمضي.
تعتبر المركبات العضوية الفلزية شديدة الحساسية للرطوبة والهواء، ويجب التعامل بمعزل عن الهواء باستخدام غاز واقي أو تحفظ وتعامل في مذيب خامل.
انتماء الكيمياء العضوية الفلزية
طبقا للمتعارف علية تنتمي جميع المركبات المحتوية على الكربون والهيدروجين إلى الكيمياء العضوية وبالتالي يمكن أن ترى الكيمياء العضوية الفلزية على أنها تنتمي إلى الكيمياء العضوية.ومن جهة أخرى تنتمي كيمياء الفلوات وأيونات الفلزات في العادة إلى الكيمياء الغير عضوية. لهذا يرى البعض في حالة الكيمياء العضوية الفلزية صعوبة في انتمائها، هل تنتمي إلى الكيمياء العضوية أم إلى الكيمياء الغير عضوية؟ وفي الحقيقة أنها تنتمي إلى هذين الفرعين من الكيمياء حيث تجتمع فيها بعض خصائص كل منهما أو يعتبرها البعض مجالا علميا منفردا بذاته .
من جهة أخرى فمن المعقول أن نفرق بين هذين النوعين من الكيمياء بحسب محط الاهتمام البحثي. فإذا كان المجال الرئيسي للبحث هو خواص الفلزات أو بالتالي خواص العناصر فيمكننا القول بأننا نتعامل مع الكيمياء الاعضوية. أما إذا كان المركب العضوي الفلزي يستخدم كوسيلة للتغيير جزيء عضوي نقي فإننا نكون نعمل في مجال الكيمياء العضوية.
وعندما يكون محط اهتمامنا الرابطة بين الفلز والكربون فهذا يكون بالفعل مجال الكيمياء العضوية الفلزية.
وبالنسبة إلى مواد مثل كربونيل الفلزات Metal carbonyl (مثل رباعي كربونيل النيكل Ni(CO)4) حيث ترتبط ذرة الفلز مع أول أكسيد الكربون ، فهو يبين صعوبة تصنيف انتمائها لنوعي الكيمياء : ويعتبر أول أكسيد الكربون مثله مثل ثاني أكسيد الكربون لدى الكيميائيين عادة كموادا لاعضوية، مما يشير إلى اعتبار كربونيل الفلز ينتمي إلى مواد الكيمياء الغير عضوية. إلا أن أول أكسيد الكربون في مركب الكربونيل يرتبط بواسطة الكربون بذرة الفلز، ونظرا لخواص مركبات الكربونيل فيمكن اعتبارها تنتمي إلى الكيمياء العضوية الفلزية.
تطبيقاتها
تستخدم مركبات عضوية فلزية في صناعة بعض أنواع أشباه الموصلات مثل III-V semiconductor وكذلك في صناعة بعض أنواع الثنائي الضوئي.
وتستخدم المركبات العضوية الفلزية كمحفرات في التفاعلات الكيميائية وبصفة خاصة في تفاعلات أول أكسيد الكربون والألكينات لتكوين مكوثرات. ويتم إنتاج البولي إثيلين والبولي بروبين عن طريق استخدام محفزات الكيمياء العضوية الفلزية، وهي تعرف "بمحفزات تسيجلر-ناتا".
كذلك يتم إنتاج حمض الخليك بواسطة محفزات كربونيل فلز في عملية مونسانتو وعملية كاتيفا. وتحضر معظم الكحوليات الصناعية - وعلى الأخص الكحوليات الأكبر من الإثانول - بطريقة هدرجة ألدهايد aldehydes. كما أن تحضير الألدهايات الصناعية يتم بطريقة تفاعل أوكسو. كذلك يستخدم تفاعل واكر في أكسدة الإيثيلين ليصبح أسيتالدهايد acetaldehyde.
تتميز مركبات العضوية لليثيوم والمركبات العضوية للمغنسيوم والمركبات العضوية للألمونيوم بأنها قلوية قوية، وبأنها مواد اختزال فعالة .
مراجع
- ↑ Robert H. Crabtree (2005). The Organometallic Chemistry of the Transition Metals. Wiley. p. 560. ISBN 978-0-471-66256-3.
- ↑ Toreki, R. (2003-11-20). "Organometallics Defined". Interactive Learning Paradigms Incorporated.
