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유기금속화합물(organometallic compound)

작성일 2010-08-20

금속을 성분으로 하는 유기화합물의 총칭. 탄소-금속원자의 직접결합을 가진 것, 또는 탄소-금속 결합은 아니지만 수소-금속 결합을 가진 착물(히드리도 착물이라 한다)을 포함시키는 경우도 있다.

유기화합물 중의 산소·질소·인 원자가 금속과 결합한 것은 포함시키지 않는다.

이것들은 카르복시산염이나 알콕시화물이며 또 에틸렌디아민이나 트리페닐포스핀 등을 리간드(配位子)로 하는 금속착물도 유기금속화합물에는 포함되지 않는다.

여기서 금속원자란 주기율표 중의 전형원소와 전이원소를 말한다.

〔구조·성질〕 유기금속화합물의 구조와 성질을 아는 것은 그것을 활용하기 위해서도 중요하다.

금속-탄소 결합의 성질은 리간드와 금속의 종류에 따라서 다르다.

또 전형금속원소화합물과 전이금속원소화합물도 그 구조와 성질은 다르다.

각 결합양식 에 따라 분류하면 다음과 같다.

① 전형금속원소화합물: 이들 화합물은 공유결합과 이온결합을 가진 것으로 대별되며 그 대강의 기준으로서는 금속의 전기음성도(電氣陰性度)가 유용하며 유기기(有機基)의 성질에 따라서도 결합상태가 달라지는 경우가 있다.

공유결합을 가진 다중심형(多中心型)을 구별하여 세 종류로 분류한다.

㉠ 이온결합 : 전기적으로 양성인 알칼리금속과 이루는 결합은 이온적이다.

따라서 알칼리금속의 유기금속화합물은 탄화수소 용매에는 녹지 않으며 산소와 물에 대해 매우 반응성이 높다.

예를 들면, 시클로펜타디엔의 나트륨염 등이다.

㉡ 공유결합 : 주기율표의 오른쪽에 있는 원소는 전기음성도도 비교적 높고 유기화합물적인 성질을 나타낸다.

예컨대, 많은 유기용매에 녹으며 상당한 휘발성을 보인다.

3, 4, 5, 6족의 금속이 여기에 포함되며 예를 들면 유기규소화합물 등이다.

㉢ 다중심결합 : 리튬(Li)·베릴륨(Be)·마그네슘(Mg)·붕소(B)·알루미늄(Al) 등 몇몇 금속의 화합물은 단위체로서의 안정도가 낮기 때문에 대개의 경우 회합체(會合體)로서 존재한다.

이 때는 리간드의 알킬기와 수소가 가교역할을 한다.

디보란 등이 그 예이다.

② 전이금속원소화합물 : 이들 화합물의 구조는 금속 종류의 수와 리간드에 따라 다양하다.

그러나 대략으로는 결합을 형성하는 것과 π결합을 형성하는 것으로 분류된다.

결합 : 결합을 가진 전이금속화합물은 불안정한 것이 많으며 일산화탄소라든가 3차

포스핀 등의 안정화 리간드를 쓰면 비교적 안정하게 되는 것도 있다.

예컨대 Ti(CH)는 -50℃ 에서 분해하고 비피리딜을 가한 Ti(CH)(bipy)는 0℃까지 분해하지 않는다.

㉡ π결합 : 많은 전이금속원소는 비교적 안정된 π착물을 형성한다.

이 경우 리간드의 π전자의 수와 금속의 종류에 따라 여러 가지 π착물을 만든다.

예컨대 올레핀π 착물·π알릴착물·시클로펜타디에닐착물·알렌착물 등이다.

π착물표시법에서는 는 결합에 관여하고 있는 탄소수를 나타낸다.

〔용도〕 알킬리튬이라든가 그리냐르 시약, 수소화주석화합물에 의한 환원 등 유기합성에 있어서 중요한 시제(試劑)가 많다.

또, 많은 전이금속착물은 온화한 조건에서의 선택적 합성의 촉매로서 널리 쓰인다.

납화합물은 가솔린의 앤티노크제로 사용되고 있었는데, 현재는 공해문제로 인해 이 용도로는 사용되지 않는다.

규소화합물은 실리콘으로서 용도가 넓다.

그 이외에도 많은 유기금속(붕소·주석·페로센 등을 포함) 중합체가 내열성 중합체로서 연구 ·사용된다.

함염소(含鹽素) 중합체(폴리염화비닐 등)의 안정제로서 주석화합물이 사용되는 예도 있다.

한편 살균제·살충제로서 여러 가지 유기금속화합물이 이용되고 있으며 수은·비 소·주석 화합물 등이 그 주된 것인데, 인체에 대한 영향 등으로 제조가 금지된 것도 있다.

의료용으로서 금속화합물이 쓰이는 예도 많다.


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외핵(outer core ) 2010.08.20
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