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Compuesto organometálico

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Ejemplo de un complejo organometálico. El rutênio es el metal de transición céntrica rodeado por los diferentes ligantes

Compuestos o complejos organometálicos son compuestos que contiene por lo menos una conexión carbono-metal (C-M) siendo que, en ese contexto, el sufijo "metal" incluye los metalóides como boro, silicio, y arsénico . La química organometálica puede ser vista como un puente entre la química orgánica y la inorgânica .

La importancia de los compuestos organometálicos está relacionada con la catálise homogênea, desde la simple catálise ácido-base hasta la extremadamente compleja catálise metalo-enzimática.

Los complejos organometálicos son constituidos por átomos o íons metálicos conectados la átomos o grupos llamados ligantes. Los ligantes son dispuestos alrededor de uno o más metales formando un poliedro centrado en el metal.

Tabla de contenido

Historia

Ânion de la sal de Zeise.

El primer compuesto organometálico a ser sintetizado fue la sal de Zeise (K[PtCl32-C2H4)].H2Lo), descubierto por W. C. Zeise en 1827 mientras él calentaba PtCl4 en etanol y proponía que el compuesto resultante contendría etileno. La sal de Zeise recibió bastante atención durante la segunda mitad del siglo XIX porque los químicos no conseguían explicar su estructura molecular. Ella sólo puede ser desvelada con el advento de la difração de rayos X el siglo XX.

Año Autor(es) Descubrimiento
1827 W. C. Zeise Sal de Zeise
1848 Y. C. Frankland ZnEt2
1853 C. J. Löwig Primero alquil-plomo
1890 L. Mond Ni(CO)4
1891 Berthelot, Mond y Quinche Fe(CO)5
1900 V. Grignard Reagente de Grignard
1909 Pope y Peachey Síntesis de [Pt(CH3)3I]
1925 F. Fischer y H. Tropsch Síntesis de gasolina y de óleo Diesel (comercializada en 1936)
1930 F. Paneth y W. Lautsch Preparación de alquil-derivados de Las, Sb, Zn y Cd vía termólise de alquil-plomo en la presencia de espejos de aquellos metales.

Uno de los pioneros de la química de organometálicos del grupo principal (bloque s y bloque p) fue el químico inglés Y. C. Frankland, que aprendió sobre compuestos organoarsênicos durante su doutorado en la Alemania. En 1848 él sintetizó por primera vez el dimetilzinco y en los prójimos catorce años descubrió Zn(C2H5)2, Hg(CH3), Sn(C2H5) y B(CH3)3. Fue él también quien introdujo el término "organometálico" en el vocabulário de la química.

Otros desarrollos llevaron a varias aplicaciones industriales para los compuestos organometálicos, como catálise de polimerização de alcenos y polímeros de silicone. Desde los años 60, la investigación exploratória en compuestos organometálicos ha sido dominada por estudios de los compuestos del bloque d, pero recientemente fue retomado el interés en la síntesis exploratória y estudios físicos de los compuestos organometálicos del grupo principal haciendo posible el surgimento de nuevas clases de compuestos y el aumento del conocimiento de la variedad y del tipo de conexión y reacciones de los elementos del bloque s y bloque p.

Organometálicos del grupo principal

Los compuestos organometálicos del grupo principal poseen como átomos céntricos metales del grupo principal (bloque s y bloque p). Juntamente con los compuestos organometálicos de los elementos del grupo principal, son estudiados los compuestos derivados de los metales del grupo del zinc, debido a la grande similaridade entre ellos.

La química de los derivados de alquila de los elementos del grupo principal es muy semelhente a aquella de los compuestos de hidrogênio debido, en parte, a la semejanza entre las eletronegatividades del carbono y del hidrogênio, lo que resulta en fuerzas de conexión y polaridade entre las conexiones elemento-carbono y elemento-hidrogênio parecidas.

Clasificación de los compuestos de metila de los metales y metalóides del grupo principal.

Los compuestos de ese grupo pueden contener conexiones iônicas, covalentes y pueden ser encontrados en la forma polimérica dependiendo principalmente de la naturaleza del íon metálico. La figura al lado muestra la clasificación de los compuestos de metila de los metales y metalóides del grupo principal.

Los organometálicos con conexiones intermediarias la iônica y la covalente son muy importantes en la industria, ya que ellos son relativamente estables en solución y a la vez son relativamente iônicos para participar de reacciones.

Organometálicos del bloque d

Los organometálicos del bloque d tienen como átomos céntricos metales de transición (bloque d).

Algunos metales de transición poseen orbitales d semi-llenados, lo que permite al metal existir en diversos estados de oxidação y así ellos son capaces de conectarse a un número variable de ligantes. Esa flexibilidad es muy útil durante las reacciones envueltas en una catálise.

Regla de los 18 electrones

Esa regla es útil para decidir si un correcto complejo organometálico del bloque d es estable o no. Para un complejo mononuclear, existe un máximo de ligantes permitido, que es determinado a través de la Regla de los 18 electrones.

Para un complejo de fórmula general: [MXa Lb]c+

Donde:
X = ligantes monovalentes (del tipo haleto, hidreto, alquil, etc)
L = ligantes neutros (del tipo CO, C2H4)

Nº de electrones = N + a + 2b - c

Donde:
N = grupo al cual el metal pertenencia

El número máximo de electrones es 18. Cuando el número de electrones es inferior a 18, se dice que el complejo es coordenativamente (o electrónicamente) insaturado.

Complejos coordenativamente insaturados, conteniendo 14 o 16 electrones, son los más importantes en catálise.

Referencia