ההבדל העיקרי בין תרכובות אורגנו-מתכתיות לקרבונילים מתכתיים הוא שתרכובות אורגנו-מתכתיות נוצרות משילוב של מרכז מתכת עם אטומי פחמן של ליגנדים אורגניים דרך קשר קוולנטי, ואילו תרכובות קרבוניל מתכת מכילות מרכז מתכת הקשור לליגנדים חד-חמצני של פחמן.
תרכובות אורגנו-מתכתיות וקרבונילי מתכת הם מתחמי קואורדינציה המכילים מרכז מתכת וליגנדים המקיפים את האטום/יון המתכת. הליגנדים קשורים למרכז המתכת באמצעות קשר קוולנטי מתכת-פחמן.
מהן תרכובות אורגנו-מתכתיות?
ניתן להגדיר תרכובות אורגנו-מתכתיות כתרכובות מורכבות בעלות קשר קוולנטי מתכת-פחמן אחד או יותר. תרכובות כימיות אלו מכילות קשרים קוולנטיים בין אטומי פחמן ומתכת. עם זאת, ישנם גם כמה חריגים, הכוללים קשרי מתכת-ציאנו, שאינם נחשבים לקשרים אורגנו-מתכתיים.
איור 01: תרכובת אורגנומתכת
המתכת המעורבת ביצירת הקשר הכימי האורגני-מתכתי יכולה להיות מתכת אלקלית, מתכת אדמה אלקליין, מתכת מעבר או מטאלואיד כמו בורון. כמה דוגמאות נפוצות לתרכובות אורגנו-מתכתיות הן ריאגנטים של Grignard המכילים ליתיום (Li) או מגנזיום (Mg), פרוקן, טטרקרבוניל ניקל וכו'. בורון הוא מטאלואיד, אך הוא גם יוצר תרכובות אורגנו-מתכתיות כגון תרכובות אורגנובורן.
תרכובות אורגנו-מתכתיות הן מקורות טובים לאטומי פחמן נוקלאופיליים. הסיבה לכך היא שהאלקטרושליליות של המתכת נמוכה מאוד בהשוואה לפחמן. לכן, אטום המתכת יכול ליצור קטיון בקלות על ידי מתן אלקטרונים של קשרים לאטום הפחמן. כעת, אטום הפחמן עשיר באלקטרונים, והוא יכול לפעול כנוקלאופיל. נוקלאופיל פחמן זה יכול לתקוף אטומי פחמן אלקטרופיליים וליצור קשרי פחמן-פחמן חדשים.
מהם מתכת קרבונילים?
תרכובות קרבוניל מתכת הן מתחמי קואורדינציה בעלי אטומי מתכת מעבר הקשורים לליגנדים חד-חמצני של פחמן. תרכובות אלו חשובות מאוד בתגובות סינתזה אורגניות והן שימושיות גם כזרז או מבשרי זרז בקטליזה הומוגנית (תהליך זה כולל הידרופמילציה וכימיה של Reppe). יתר על כן, קרבונילים ממתכת הם משמעותיים בהכנת תרכובות אורגנו-מתכתיות.
איור 02: ברזל פנטקרבוניל
חשוב, כאשר במגע עם העור, המתכת קרבוניל היא בדרך כלל רעילה ועלולה להיות רעילה בשאיפה או בליעה. זה נובע מהיכולת של תרכובות אלה לקרבונילט של המוגלובין, וליצור קרבוקסיהמוגלובין. לכן, זה יכול למנוע את קשירת החמצן עם המוגלובין בדם.
יתר על כן, רוב תרכובות הקרבוניל המתכתיות הן חסרות צבע או בצבע צהוב חיוור. אלו הם נוזלים נדיפים או מוצקים בטמפרטורת החדר. בנוסף, קרבונילים ממתכת הם דליקים ורעילים. עם זאת, יכולים להיות גם כמה קרבונילי מתכת מוצקים בצבע עמוק; לדוגמה, תרכובת הקסקרבוניל ונדיום היא מוצק בצבע כחול-שחור.
ישנן דרכים שונות להכנת קרבונילי מתכת. לדוגמה, התגובה הישירה של המתכת עם פחמן חד חמצני, הפחתת מלחי ותחמוצות מתכות, פוטוליזה ותרמוליזה, מתזה של מלח, קטיונים וקרבונילטים של מתכת קרבוניל וכו'
מה ההבדל בין תרכובות אורגנו-מתכתיות לקרבונילי מתכת?
תרכובות אורגנו-מתכתיות הן תרכובות מורכבות בעלות קשר קוולנטי של מתכת-פחמן אחד או יותר, בעוד תרכובות קרבוניל מתכת הן קומפלקסים של קואורדינציה עם אטומי מתכת מעבר הקשורים בליגני פחמן חד-חמצני. ההבדל העיקרי בין תרכובות אורגנו-מתכתיות לקרבונילים מתכתיים הוא שתרכובות אורגנו-מתכתיות מכילות מרכז מתכת עם אטומי פחמן של ליגנדים אורגניים, ואילו תרכובות קרבוניל מתכת מכילות מרכז מתכת הקשור לליגנדים חד-חמצני של פחמן.
הטבלה הבאה מציגה את ההבדל בין תרכובות אורגנו-מתכתיות לקרבונילי מתכת בצורת טבלה.
סיכום – תרכובות אורגנו-מתכתיות לעומת מתכת קרבונילים
תרכובות אורגנו-מתכתיות וקרבונילי מתכת הם מתחמי קואורדינציה המכילים מרכז מתכת וליגנדים המקיפים את האטום/יון המתכת. ההבדל העיקרי בין תרכובות אורגנו-מתכתיות לקרבונילים מתכתיים הוא שתרכובות אורגנו-מתכתיות נוצרות משילוב של מרכז מתכת עם אטומי פחמן של ליגנדים אורגניים באמצעות קשר קוולנטי, ואילו תרכובות קרבוניל מתכת מכילות מרכז מתכת הקשור לליגנדים חד-חמצני של פחמן.
