 Compounds containing at least one metal -carbon bond is defined as the chemistry of organometallic chemistry, the second half of the twentieth century, science has emerged as a new interdisciplinary and towards the end of the century showed a very rapid development . Compound forming the organic portion of the small molecule can be varied over a wide range up to complex molecules . Although its exact science , the number of organic compounds is in the range of millions . Given that the metal is also known that , if possible to predict the number of organometallic compounds is difficult . Over time , interests and priorities identified conditions organometallic compounds are synthesized and expressed . A large number of known organometallic compounds is increasing rapidly. Despite being a new field of organometallic chemistry , the first organometallic compounds were synthesized two centuries ago . In 1760 the French chemist working to develop arsenate salts invisible ink L. C. Cadet has achieved extremely bad smelling liquid . Then the fluid ( CH3 ) 2As -As ( CH3 ) 2 in formula dikakodil ( Ancient Greek meaning bad odor ) was found to be compound . Arsenic by sharing valence electrons with the carbon atom bond is s . Similarly, a large number of element- carbon bond and having s alkylmetal compound was synthesized in the second half of the nineteenth century . These include German chemist E. Synthesized in 1849 by Frankland Zn (C2H5) 2 compound , due to the historical presence in the second position in the ranking should be noted . In subsequent years, other metals have been synthesized similar compounds on the one hand while attempting to clarify the structure of these compounds , on the other hand, the use of these intensive search was entered into . As a result of research alkylmetal wide range of use of the compounds was found . Alkylmetal especially in the synthesis of organic compounds has found widespread use . As examples of widely used even today , Grignard compounds ( alkylmagnesium halides, R - Mg - X ) can be given . Grignard compounds in non-aqueous media are obtained by reaction of alkyl halides with magnesium . One of the interesting features of these compounds , novel compounds react with various substances that creates. For example , when they react with water or acid, alkane ( saturated hydrocarbon ) , with air oxygen and alcohols, aldehydes and ketones with alcohols consists large . Many of the compounds alkylmetal direct field of application are found. Examples of these Pb ( C2H5 ) 4 tetraetilkurş of the compound of formula to adjust the octane number of gasoline can be used . Tetraetilkurş the specific ratio in the engine when added to gasoline in the number of knock can be effectively adjusted . During combustion in gasoline engines at high temperatures which occur in long hydrocarbon chains decomposed molecules becomes shorter . However, even though this short radical molecules (single -electron ) is formed very quickly leads to an uncontrolled combustion . As a result of uncontrolled burning in the engine knocking starts to occur . Here tetraetilkurş take control of this uncontrolled combustion , ie the engine to adjust the knock solids gasoline . Tetraetilkurş the ethyl radical on the engine at high temperatures and decomposes to the metal lead . This ethyl radical , gasoline prevent degradation into smaller molecules from degradation and thus regular gasoline will illuminate . Regular combustion of gasoline in the engine that allows successful tetraetilkurş human health has an unfavorable effect . Tetraetilkurş released from the decomposition of lead, being thrown into the air by burning gases and toxic air pollution that is caused. Therefore, lead compounds in developed countries is no longer participate in petrol . Leaded gasoline consumption is not prohibited , but the use of unleaded petrol is increasing with each passing day . Another reason for the use of leaded gasoline are more than essential . Human beings live in less pollution of the environment continues to seek . Air pollution from traffic at least to minimize the level as a result of long years of research , found a solution and has begun to be widely used . Solution in the motor caused by incomplete combustion of carbon monoxide and nitrogen oxides to be converted to a harmless before being introduced into the air , passing the combustion gases requires special catalyst . In developed countries , this catalyst produced as required in automobiles , now rendered inactive by the lead , because such is necessary to use unleaded gasoline in automobile engines . Element- carbon bonds, depending on the electronegativity of the element ranges from ionic bonding with valence bond . Electropositive carbon atom attached to a metal , drawn towards it for bonding electrons acquire a negative charge and therefore is anionic in character . For example , Zn - C bond in the carbon atom indicates anionic character . Because of this feature , mostly in reaction negatively charged alkyl group is attached to the positively charged center . Organometallic compounds containing elements in the metal - carbon bond of p s and p orbitals uses atoms . However, the valence orbitals of transition metals in addition to the d orbitals as well , since they are different bonds with the organic moiety is also expected to make . Indeed, the first organometallic compound containing a transition metal atom of the N [ ptcl3 ( C2H4 ) ] platinum metal in the complex to the ethylene binding molecule , is different from a simple metal - carbon bond h . The square planar structure [ ptcl3 ( C2H4 ) ] + complex ion ethylene molecule perpendicularly to this plane , and each two carbon atoms bound to the metal atom and the platinum interacts equally . Connecting pin olefins such as ethylene in this interaction and so -called organic groups such organometallic compounds comprise either connect metal . As a result of this interaction of the olefin carbon - carbon double bond is weakened. Hence susceptibility of olefins entering the reaction further increases. A transition metal is connected to the activated olefin . Therefore the transition metal complexes of olefins , the hydrogenation of olefins , are useful as catalysts in reactions such as polymerization . Bound to the transition metal complex formation the size of the olefin is not a limiting factor . E.g. those fullur C60 molecule via a carbon-carbon double bond connected to the transition metal . C60 molecule composed of 60 carbon atoms, and the presence of only three to four years are known , but is a novel compound . C60 molecule is similar to the structure of the soccer ball . Sequentially carbon atoms are linked together in the form of pentagonal and hexagonal . Consecutive carbon-carbon bonds is a double bond . One of these carbon-carbon double bond , e.g., by binding the platinum atoms can form an olefin complex . The simplest of molecules attached to the metal is carbon monoxide . The group bound to the metal to a metal in parallel to the called ligand molecules bound carbon monoxide , carbonyl gets its name . The first organometallic compounds containing carbonyl ligand [ Pt ( CO) Cl 2 ] 2 despite the fact that , in 1890, the first binary metal carbonyl compounds L. Was synthesized by Mond . Mond nickel metal at room temperature by connecting four carbon monoxide molecule found that unusual form a compound . The resulting compound is a liquid which can be vaporized at 34 ¡ C and 40 ° C. A metallic nickel and carbon monoxide was dissociates . Nickel gave this reversible reaction with carbon monoxide , low-grade nickel mines in obtaining high-purity nickel were implemented immediately . Low-grade nickel, is contacted with carbon monoxide in mineral volatile Ni ( CO ) 4 is difficult to obtain . As these compounds are volatile gases from the mine after leaving a place of pure metallic nickel collected and again a little heated and decomposes to carbon monoxide . Finding the right industrial applications of the first metal carbonyl compounds , carbonyl compounds of other metals in obtaining the driving force , and in a short time is known today almost all of the binary metal carbonyls found . Other transition metals also react with carbon monoxide under various conditions and was found to form metal carbonyls . Metal carbonyls, easy to obtain and is one of the new methods of analysis with infrared spectroscopy due to their easily traceable , in a detailed way in a short time have been examined and found wide application area . Today almost all of the carbonyl complexes of transition metals are known. The structure of the well known three metal carbonyl compounds . Respectively, Ni ( CO ) 4 , Fe ( CO ) 5 and Cr ( CO ) 6 compounds tetrahedral , octahedral structures and smooth triangular bipyramid Ni ( CO ) 4 , Fe ( CO ) 5 and Cr ( CO ) 6 in the compounds appears to be zero valent metal atoms . Molecule of carbon monoxide using an electron pair on the carbon atom with the metal bond is a s . This is connected with the molecule of carbon monoxide gives zero valence electrons in the metal atoms . Electropositive ligand received from the metal atom to the electrons back ligand and a second ligand interacts . The latter is a p interactions . In this interaction metal , carbon monoxide ligands gives electrons . p by the interaction of carbon monoxide to carbon - oxygen bond is weakened. This weakening of the bond increases the susceptibility of the molecule to enter into the reaction . In other words carbonyl ligand relative to carbon monoxide is more prone to chemical reaction . In fact this is the secret of the transition metal compounds used as catalyst . Certain bonds in the molecules bound to the transition metal and molecules of the weak bonds walking through it increases susceptibility to the reaction . Thus the reaction speed increases. The reaction is said to be catalysed by a transition metal compound . One of the important ligands that bind to transition metals , olefins containing carbon - carbon double bond form . Transition metal olefin complexes long Although knowledge of olefins transition metals carbon - carbon double bond is connected via the 1950s of such compounds X - ray diffraction method structure elucidation by the copy. Olefins such binding to weaken the carbon-carbon double bond and thus activates also the fact that it was noticed immediately . In 1955 K. Ziegler and G. Natta, regular polymerization of olefins catalyzed by metal they found that this activation would have indicated the importance of the industry . Ethylene or propylene, in the presence of transition metal halide and trialkylaluminum , even at extremely low pressure Polymerized regularly formed of polyethylene or polypropylene polymer produced are preferred today . Today organometallic compounds , many products have been used as catalysts in industrial-scale production . Parallel to olefin complexes of transition metals can be attached to the aromatic rings is found, a new type of organometallic compound emerged. In 1951, P. Pauso and S. A. Miller, called ferrocene Fe ( C5H5 ) 2 were synthesized the compounds of formula . Ferrocene, is the first example of organometallic compounds called sandwich complexes . An aromatic ring in the compounds of whole sandwich to a transition metal is connected . This binding of the metal ring is approximately the same distance to all the carbon atoms . Metal both interacts with the carbon atoms in the ring , and thus extremely stable compounds are formed. Sandwich compounds are generally aromatic carbonyl compounds of the metal salt or compound is caused to boil ZURA long . Generally stable solid compounds and widely used . For example , ferrocene in rocket propellant burning rate catalyst is used . Sandwich structure by repeating infinitely long , it is possible to obtain multi-layer sandwich structures . The compound may be given as an example nikoles . An important feature of the metal carbonyl compounds in the molecule can be substituted with carbonyl ligands of the ligand is also . Carbonyl ligands in the molecule are separated under the influence of heat or light , and the gaps are filled by new ligands . Depending on the circumstances of different metal and ligand molecules can enter into the metal carbonyl . This ligand substitution reactions and many novel complexes can be obtained and can be designed for specific purposes and novel compounds may be synthesized . The catalyst thus prepared compounds are utilized in the design . Metal carbonyl carbon monoxide instead of giving the effect of heat and light can get additional ligands . Carbon monoxide ligands into place oxygen, nitrogen , water, ammonia, phosphine, as well as low molecular weight such as ethylene and acetylene , can be large molecules containing aromatic rings . Such complex molecules , in multiple locations can be connected to the metal atom in the complex and therefore more carbon monoxide molecules can substitute . Large molecule containing a benzene ring as an example , Cr ( CO ) 6 complex is attached to the metal by removing the three carbon monoxide ligands . Such complexes are extremely stable . Bound to the metal complex molecules can be packaged in various chemical reactions . Molecule is attached to the metal in this particular location , the reaction is limited to the freedom to enter . Enters therefore limited reactions . This feature of utilizing a reaction of the molecule is chosen to yield the desired product as performed. This case of the organometallic compounds used in the organic synthesis is one of the reasons . Organometallic chemistry , until the end of 1970 the basic research is done almost exclusively with each passing year was the site of the rapidly increasing number of scientific articles . More new organometallic compounds and their structures sentezleniy NMR ( Nuclear magnetic resonance ) spectroscopy and X - ray diffraction methods as well as new and sought to be illuminated . 1970 Towards the end of organometallic compounds have in organic synthesis and both olefins hydrogenation , isomerization , polymerization reaction, such as the homogeneous catalyst is used as work towards a great gained momentum and developed some catalysts on an industrial scale began to be used . Here is the latest development would be appropriate to describe the catalyst . Carbon monoxide and ethylene molecules in a regular manner to form a polymer that kopolimerleşerek extremely convenient features found several years ago . Which is composed of carbon monoxide and ethylene molecules of a palladium catalyst is used in polymerization . Here 's a simple catalyst palladium compound effect should not be considered only as reaction accelerators . The palladium catalyst , carbon monoxide in a position carries , in the other position is of the ethylene ligand . Palladium compound and regularly ordered molecules of carbon monoxide and ethylene is used to couple to each other . Add them together and stopping new molecule is vacated position . This addition was continued until the desired length of the polymer chain and to the medium was sufficient, the polymerization reaction is terminated by addition of a ligand inhibitor . The catalyst is designed so that the polymer chain is a carbonyl, and an ethylene unit are added sequentially added alone , but also regularly maintained. CO groups of the polymer chain are all directed towards the same side . Palladium- catalyzed polymerization carried out in this today, and this copolymer is made in industrial scale in the world soon will be among the most-produced polymer . Similarly today, many catalytic reactions for the synthesis of different products at industrial scale is applied. Of olefins hydrogenation (margarine industry , as selected, or petrochemical industries , as in the full olararak ) , isomerization , carbonylation be , hydroformylating , hidrosilillen and hidroboranlan such as reactions of organometallic complexes homogeneous catalysts on an industrial scale are used . In the art , which is of great importance in the production of silicone compounds are used in catalytic reaction hidrosilill . Organometallic compounds in biological systems act as catalysts in the reactions of organometallic chemistry after the discovery that won a new dimension . Today, many of the transition metal atoms of the activity of the enzyme is known to walk . On the one hand, the catalytic event for the understanding of biological systems, wide-ranging research , executing the other hand, this type of catalytic reactions using as a model of extensive studies on the feasibility of industrial production are underway. The first known example of nitrogen from the air by plants useful amine derivatives ( amino acids ) corresponds to the conversion under normal conditions , the production of ammonia from hydrogen and nitrogen in very difficult conditions (high temperature and under high-pressure ) is carried out . Some scientists found in plants that provide this transformation of transition metal complexes as found , extracellularly using similar complexes have tried to convert nitrogen to ammonia . Towards the end of the 1980s, using organometallic compounds synthesized new materials with very different properties began. Today in the development of new materials and processing are used as a very common organometallic chemistry . Organometallic chemistry developed using new materials may for example include : semi - conductor of producing particles , inorganic membranes development, metal carbide , such as ceramic materials production , nanostructures forming the thin film to produce silicon -based materials development, molecular magnets as the production . One of them , for many years provided in organometallic chemistry knowledge is very extensive use . This is the production of semi - conductive particles . Crystal grain size of one, two and three dimensional quantum wells by limitation , wires and optical and electronic features points called different semiconductor material for the preparation of organometallic chemistry are used widely . For example, the formation of quantum wires and dots , but is also possible using organometallic compounds . Semiconductive material volatile organometallic compound of the elements forming the pre-prepared slots placed and reacted by reaction semiconductor material only remains in the slot , the other reaction products in the gas will move. If this slot is small enough , the resulting semi-conductors which he would be very small in size . The slot used for this purpose as well as small , must also be regular . Consisting of an insulating material, a small, but regular slot will be produced in co- sized quantum dots can be considered as semi - conductive particles . Molecular size zeolites placed in a regular porous structure and other organometallic compounds, metal carbonyl , again under the influence of heat or light trapped in pores of the zeolite may be converted to metal or metal oxide kümecik . Describable as quantum dots , these particles have a regular distribution , so different from material ingots optical , electronic and catalytic properties shows . The properties of these particles , and in the porous structure of the zeolite must kümecig both can be adjusted by varying some parameters in the preparation . Oxygen-containing metal oxide particles , or by changing the cation of the zeolite , e.g., the energy range of the semiconductor material can be adjusted . Organometallic chemistry is finding wide applications in two areas today . One of these is the use of organometallic compounds as homogeneous catalysts , it is bio - industrial and include organometallic chemistry . Second, is the development of advanced materials . In organometallic chemistry for many years of research in the basic level of sustained accumulation of data and information provided in the development of advanced materials are used widely . The point to be emphasized here is: Applications Accelerate efforts to reduce basic research in organometallic chemistry have , on the contrary , to be passed to the application of the results of basic research has further increased . erdoganakbiyik@gmail.com https://www.youtube.com/my_videos?o=U En az bir metal-karbon bağı içeren bileşiklerin kimyası olarak tanımlanan organometalik kimya, yirminci yüzyılın ikinci yarısında disiplinlerarası yeni bir bilim dalı olarak ortaya çıkmış ve yüzyılın sonuna doğru çok hızlı bir gelişme göstermiştir. Bileşiği oluşturan organik kısım, küçük moleküllerden karmaşık moleküllere kadar geniş bir aralıkta değişebilmektedir. Bugün kesin olarak bilimemekle birlikte, organik bileşiklerin sayısı milyonlar mertebesindedir. Metalin değiştirilebileceği de dikkate alınırsa, olası organometalik bileşiklerin sayısını tahmin etmek bile güçtür. Zaman içerisinde, ilgi ve koşulların belirlediği öncelikte organometalik bileşikler sentezlenmiş ve sentezlenmektedir. Bilinen organometalik bileşiklerin sayısı büyük bir hızla artmaktadır. Alkilmetal bileşiklerinin çoğu doğrudan uygulama alanı da bulmuştur. Bunlara örnek olarak Pb(C2H5)4 formülündeki tetraetilkurşun bileşiğinin benzinde oktan sayısını ayarlamak için kullanılması verilebilir. Tetraetilkurşun, belirli oranda benzine katıldığında motordaki vuruntu sayısını etkin bir şekilde ayarlayabilmektedir. Yanma sırasında motorda oluşan yüksek sıcaklıklarda benzindeki uzun hidrokarbon zincirleri parçalanarak daha kısa moleküllere dönüşür. Ancak bu kısa moleküller radikal halde (tek elektronlu) oluştuğundan çok hızlı kontrolsüz bir yanmaya neden olur. Kontrolsüz yanmanın sonucunda da motorda vuruntular oluşmaya başlar. İşte tetraetilkurşun bu kontrolsüz yanmayı kontrol altına almak, yani motorun vuruntusunu ayarlamak için benzine katılır. Tetraetilkurşun, motordaki yüksek sıcaklıklarda etil radikaline ve kurşun metaline ayrışır. Bu etil radikali, benzinin küçük moleküllere parçalanmasını engeller ve böylece benzinin parçalanmadan düzenli yanmasını sağlar. Motorda benzinin düzenli yanmasını başarılı bir şekilde sağlayan tetraetilkurşunun insan sağlığı açısından olumsuz bir etkisi vardır. Tetraetilkurşunun ayrışmasından açığa çıkan kurşun, yanma gazları ile birlikte havaya atılmakta ve zehirli olduğu için hava kirliliğine neden olmaktadır. Bu nedenle, gelişmiş ülkelerde kurşunlu bileşikler artık benzine katılmamaktadır. Ülkemizde kurşunlu benzin tüketimi henüz yasaklanmamış olmakla birlikte, kurşunsuz benzin kullanımı her geçen gün artmaktadır. Kurşunlu benzin kullanımından vazgeçilmesinin başka bir nedeni daha vardır. İnsanoğlu, içinde yaşadığı çevreyi daha az kirletmenin yollarını aramaktadır. Trafiğin yarattığı hava kirliliğini en az düzeye indirmek için uzun yıllar süren araştırmaların sonucunda, bir çözüm bulunmuş ve yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Çözüm, motorda yetersiz yanma nedeniyle oluşan karbon monoksit ve azot oksitlerinin havaya verilmeden önce zararsız hale dönüştürülmesi için, yanma gazlarının özel bir katalizör üzerinden geçirilmesini öngörmektedir. Gelişmiş ülkelerde üretilen otomobillerde zorunlu olarak bulunan bu katalizör, kurşun tarafından hemen etkisiz duruma getirildiği için, bu tür araç motorlarında kurşunsuz benzin kullanılması gerekmektedir. Element-karbon bağları, elementin elektronegatifliğine bağlı olarak değerlik bağı ile iyonik bağ arasında değişmektedir. Elektropozitif bir metale bağlı karbon atomu, bağ elektronlarını kendisine doğru çektiği için eksi yük kazanır ve bundan dolayı da anyonik karakter taşır. Örneğin, Zn-C bağında karbon atomu anyonik karakter gösterir. Bu özelliğinden dolayı da eksi yüklü alkil grubu tepkimelerinde çoğunlukla artı yüklü merkezlere bağlanır. Element-karbon s bağı içeren organometalik bileşiklerde metal s ve p atom orbitallerini kullanmaktadır. Oysa geçiş metalleri bu değerlik orbitallerine ek olarak d orbitallerine de sahip olduklarından, organik kısımla farklı bağlar da yapmaları beklenir. Nitekim bir geçiş metal atomunu içeren ilk organometalik bileşik olan Na[PtCl3(C2H4)] kompleksinde etilen molekülünün platin metaline bağlanması, basit bir metal-karbon s bağından farklıdır. Düzlem kare yapıdaki [PtCl3(C2H4)]+ kompleks iyonunda etilen molekülü bu düzleme dik bir şekilde metale bağlıdır ve her iki karbon atomu platin atomu ile eşit derecede etkileşime girmektedir. p bağlanması denilen bu etkileşimde etilen gibi olefinler ve benzeri organik gruplar metallere bağlanarak yeni tür organometalik bileşikler oluşturmaktadır. Bu etkileşimin sonucu olarak olefinin karbon-karbon çift bağı zayıflar. Dolayısıyla olefinlerin tepkimelere girme yatkınlıkları daha da artar. Bir geçiş metaline bağlanmış olan olefin aktiflenmiştir. Onun için de olefinlerin geçiş metal kompleksleri, olefinlerin hidrojenlenmesi, polimerleşmesi gibi tepkimelerinde katalizör olarak kullanılabilmektedir. Geçiş metaline bağlanan olefinin büyüklüğü kompleks oluşumunu sınırlayıcı bir etken değildir. Örneğin fullurenlerden C60 molekülü de bir karbon-karbon çift bağı üzerinden geçiş metaline bağlanabilir. C60 molekülü yalnızca 60 karbon atomundan oluşan ve varlığı ancak üç dört yıldır bilinen yeni bir bileşiktir. C60 molekülünün yapısı futbol topuna benzer. Karbon atomları ardışık olarak beşgenler ve altıgenler şeklinde birbirine bağlanmıştır. Ardışık karbon-karbon bağları çift bağdır. Bu karbon-karbon çift bağlarından biri, örneğin platin atomuna bağlanarak bir olefin kompleksi oluşturabilir. Metale bağlanan moleküller arasında en basiti karbon monoksittir. Metale bağlanan grupların ligand olarak adlandırılmasına paralel olarak bir metale bağlı karbon monoksit molekülü, karbonil adını alır. Karbonil ligandı içeren ilk organometalik bileşik [Pt(CO)Cl2]2 olmasına karşılık, ilk ikili metal karbonil bileşiği 1890 yılında L. Mond tarafından sentezlenmiştir. Mond, oda sıcaklığında nikel metalinin dört karbon monoksit molekülünü bağlayarak alışılagelmişin dışında bir bileşik oluşturduğunu buldu. Oluşan bileşik 34¡C'de buharlaşabilen bir sıvıydı ve 40¡C civarında metalik nikele ve karbon monoksite ayrışıyordu. Nikelin karbon monoksit ile verdiği bu tersinir tepkime, düşük tenörlü nikel madenlerinden yüksek saflıkta nikel elde edilmesinde hemen uygulamaya konuldu. Düşük tenörlü nikel, madeni karbon monoksit gazı ile temasa getirilince, uçucu Ni(CO)4 bileşiğine dönüşür. Uçucu olan bu bileşik gaz olarak madenden ayrıldıktan sonra bir yerde saf olarak toplanır ve biraz ısıtılınca tekrar metalik nikele ve karbon monoksit gazına ayrışır. İlk metal karbonil bileşiğinin hemen endüstriyel uygulama bulması, diğer metallerin karbonil bileşiklerinin elde edilmesinde itici güç oluşturdu ve kısa zamanda bugün bilinen ikili metal karbonillerin hemen hemen hepsi bulundu. Diğer geçiş metallerinin de, değişik koşullarda karbon monoksit ile tepkimeye girerek metal karbonilleri oluşturduğu bulundu. Metal karboniller, kolay elde edilebilir ve yeni analiz yöntemlerinden biri olan kızılötesi spektroskopisi ile kolay izlenebilir olmalarından dolayı, kısa zamanda çok ayrıntılı bir şekilde incelendi ve geniş uygulama alanı buldu. Bugün hemen hemen bütün geçiş metallerinin karbonil kompleksleri bilinmektedir. En iyi bilinen üç metal karbonil bileşiğinin yapısı. Sırasıyla Ni(CO)4, Fe(CO)5 ve Cr(CO)6 bileşiklerinin düzgün dörtyüzlü, üçgen bipiramit ve düzgün sekizyüzlü yapıları Ni(CO)4, Fe(CO)5 ve Cr(CO)6 bileşiklerinde metal atomlarının sıfır değerlikli olduğu görülmektedir. Karbon monoksit molekülü karbon atomu üzerindeki bir elektron çiftini kullanarak metal ile bir s bağı yapmaktadır. Bu bağlanmayla karbon monoksit molekülü sıfır değerlikteki metal atomuna elektron vermektedir. Elektropozitif olan metal atomu ligandlardan aldığı elektronları liganda geri vermek için ligandlarla ikinci bir etkileşime girer. Bu ikincisi bir p etkileşimidir. Bu etkileşimde metal, karbon monoksit ligandlarına elektron verir. p etkileşimi ile karbon monoksitin karbon-oksijen bağı zayıflar. Bu bağın zayıflaması molekülün tepkimelere girme yatkınlığını artırır. Diğer bir değişle karbonil ligandı karbon monoksite oranla kimyasal tepkimelere daha yatkındır. Aslında bu, geçiş metal bileşiklerinin katalizör olarak kullanılmasının sırrıdır. Geçiş metaline bağlanan moleküllerde bazı bağlar zayıflar ve molekülün o bağlar üzerinden yürüyen tepkimelere yatkınlığı artar. Böylece tepkimenin hızı artar. Tepkimenin geçiş metal bileşiği tarafından katalizlendiği söylenir. Geçiş metallerine bağlanan önemli ligandlardan birini, karbon-karbon çift bağı içeren olefinler oluşturmaktadır. Geçiş metallerinin olefin kompleksleri uzun zamandan beri bilinmesine karşın, olefinlerin geçiş metallerine karbon-karbon çift bağı üzerinden bağlandığı, 1950'lerde bu tür bileşiklerin X-ışınları kırınımı yöntemiyle yapılarının aydınlatılmasıyla anlaşıldı. Böyle bir bağlanmanın olefindeki karbon-karbon çift bağını zayıflattığı ve dolayısıyla da bağı aktive ettiği gerçeği hemen fark edildi. 1955 yılında K. Ziegler ve G. Natta, olefinlerin metal katalizörlüğünde düzenli polimerleşmesini bulduklarında, bu aktifleşmenin endüstriyel önemini göstermiş oluyorlardı. Etilen veya propilenin, geçiş metal halojenür ve trialkilalüminyum eşliğinde düşük basınçlarda bile son derece düzenli bir şekilde polimerleşerek oluşturduğu polietilen veya polipropilen günümüzde en çok üretilen polimerlerdir. Bugün organometalik bileşikler, birçok maddenin endüstriyel ölçekte üretilmesinde katalizör olarak kullanılmaktadır. Olefin komplekslerine paralel olarak aromatik halkaların da geçiş metallerine bağlanabildiği bulununca, yeni tür organometalik bileşikler ortaya çıktı. 1951 yılında P. Pauson ve S. A. Miller, ferrosen denilen Fe(C5H5)2 formülündeki bileşiği sentezlediler. Ferrosen, sandviç kompleksleri denilen organometalik bileşiklerin ilk örneğidir. Bütün sandviç yapısındaki bileşiklerde aromatik bir halka bir geçiş metaline bağlanır. Bu bağlanmada metalin halkadaki bütün karbon atomlarına uzaklığı yaklaşık aynıdır. Metal, her iki halkadaki karbon atomları ile etkileşime girer ve böylece son derece kararlı bileşikler oluşur. Sandviç bileşikleri genelde metalin bir tuzu veya karbonil bileşiğinin aromatik bileşikle uzun züre kaynatılması sonucu oluşur. Genelde kararlı katı bileşiklerdir ve çok yaygın olarak kullanılırlar. Örneğin, ferrosen roket yakıtlarında yanma hızı katalizörü olarak kullanılmaktadır. Sandviç yapısını sonsuz kere yineleyerek uzun, çok katlı sandviç yapılar de elde etmek mümkündür. Buna örnek olarak nikolesen bileşiği verilebilir. Metal karbonil bileşiklerinin önemli bir özelliği de, moleküldeki karbonil ligandlarının başka ligandalarla yer değiştirebilir olmasıdır. Moleküldeki karbonil ligandları ısı veya ışığın etkisinde ayrılmakta ve oluşan boşluklar yeni ligandlar tarafından doldurulmaktadır. Metale ve koşullara bağlı olarak değişik moleküller ligand olarak metal karbonillere girebilmektedir. Bu ligand yerdeğiştirme tepkimeleri ile çok sayıda yeni kompleksler elde edilebilmekte ve özel amaçlar için yeni bileşikler tasarlanabilmekte ve sentezlenebilmektedir. Özellikle katalizör tasarımında bu şekilde hazırlanan bileşiklerden yararlanılmaktadır. Metal karboniller ısı ve ışığın etkisinde karbon monoksit vererek yerine başka ligandlar alabilirler. Karbon monoksit yerine giren ligandlar oksijen, azot, su, amonyak, fosfin, etilen ve asetilen gibi küçük moleküler olduğu gibi, aromatik halkalar içeren büyük moleküller de olabilir. Böyle karmaşık moleküller, metal atomuna birden fazla konumda bağlanabilir ve bu nedenle de komplekste birden fazla karbon monoksit molekülünün yerine geçebilir. Bir örnek olarak benzen halkası içeren büyük bir molekül, Cr(CO)6 kompleksindeki üç karbon monoksit ligandını çıkararak metale bağlanmıştır. Bu tür kompleksler son derece kararlıdır. Metale bağlanan karmaşık molekül değişik kimyasal tepkimelere sokulabilmektedir. Molekül metale belirli konumda bağlandığından, tepkimelere girme serbestliği sınırlanmıştır. Bu nedenle de sınırlı tepkimelere girmektedir. Bu özelliğinden yararlanılarak molekülün bir tepkimesi arzu edilen bir ürünü vermek üzere seçili olarak gerçekleştirilebilir. Bu olgu, organometalik bileşiklerin organik sentezlerde kullanılmasının nedenlerinden biridir. Organometalik kimya, 1970'lerin sonuna kadar hemen hemen yalnızca temel araştırmaların yapıldığı, her geçen yıl bilimsel makale sayısının hızla arttığı bir alandı. Daha çok yeni organometalik bileşik sentezleniyor ve bunların yapıları NMR (çekirdek manyetik rezonans) spektroskopisi ve X-ışınları kırınımı gibi yeni yöntemlerle aydınlatılmaya çalışılıyordu. 1970'lerin sonlarına doğru, organometalik bileşiklerin gerek organik sentezlerde ve gerekse olefinlerin hidrojenlenme, izomerleşme, polimerleşme gibi tepkimelerinde homojen katalizör olarak kullanılması yönündeki çalışmalar büyük bir ivme kazandı ve geliştirilen bazı katalizörler endüstriyel ölçekte kullanılmaya başladı. Burada en son geliştirilen katalizörü anlatmak yerinde olacaktır. Karbon monoksit ve etilen moleküllerinin düzenli bir şekilde kopolimerleşerek özellikleri son derece uygun bir polimer oluşturdukları birkaç yıl önce bulundu. Karbon monoksit ve etilen moleküllerinin oluşturduğu polimerleşmede bir palladyum katalizörü kullanılmaktadır. Buradaki palladyum bileşiğinin basit bir katalizör gibi yalnızca tepkimeyi hızlandırıcı etki yaptığı düşünülmemelidir. Katalizördeki palladyum, bir konumda karbon monoksiti taşımakta, diğer konumda ise etilen ligandını taşımaktadır. Palladyum bileşiği karbon monoksit ve etilen moleküllerinin sıralı ve düzenli olarak birbirlerine bağlanmasını sağlamaktadır. Bunları durmaksızın birbirine eklemekte ve boşalan konuma yeni molekülü almaktadır. Bu ekleme işi istenildiği kadar sürdürülmekte ve polimer zincirinin uzunluğu yeterli görüldüğünde ortama tepkime durdurucu bir ligand eklenerek polimerleşme sonlandırılmaktadır. Katalizör o şekilde tasarlanmıştır ki, polimer zincirine bir karbonil, bir etilen birimi eklenmektedir ve eklenme yalnız sıralı olarak değil, aynı zamanda düzenli olarak yapılmaktadır. CO grupları polimer zincirinin hep aynı tarafına doğru yönelmişlerdir. Palladyum katalizörlüğünde gerçekleştirilen bu polimerleştirme, bugün endüstriyel çapta yapılmaktadır ve bu kopolimer yakında dünyada en çok üretilen polimerler arasına girecektir. Buna benzer birçok katalitik tepkime bugün endüstriyel çapta değişik ürünlerin sentezlenmesinde uygulanmaktadır. Özellikle olefinlerin hidrojenlenmesi (margarin sanayiinde olduğu gibi seçili olarak veya petrokimya sanayiinde olduğu gibi tam olararak), izomerleşmesi, karbonillenmesi, hidroformillenmesi, hidrosilillenmesi ve hidroboranlanması gibi tepkimelerinde organometalik kompleksler homojen katalizör olarak endüstriyel ölçekte kullanılmaktadır. Sanayide büyük önemi olan silikon bileşiklerinin üretiminde de katalitik hidrosililleme tepkimelerinden yararlanılmaktadır. Organometalik bileşiklerin biyolojik sistemlerdeki tepkimelerde de katalizör olarak etki ettiğinin anlaşılmasından sonra organometalik kimya yeni bir boyut daha kazandı. Bugün birçok enzimin etkinliğinin geçiş metal atomları üzerinden yürüdüğü bilinmektedir. Bir yandan biyolojik sistemlerdeki katalitik olayların anlaşılması için çok geniş kapsamlı araştırmalar yürütülürken, diğer yandan da bu tür katalitik tepkimelerin model olarak kullanılarak endüstriyel çapta üretimin yapılabilirliği üzerinde yoğun çalışmalar sürmektedir. İlk bilinen örnek, bitkiler tarafından havadaki azotun yararlı amin türevelerine (aminoasitler) normal koşullarda dönüştürülmesine karşılık, hidrojen ve azottan amonyak üretiminin çok zor koşullarda (yüksek sıcaklık ve yüksek basıç altında) gerçekleştirilebilir olmasıdır. Bilim adamları bitkilerde bulunan bazı geçiş metal komplekslerinin bu dönüşümü sağladığını bulunca, benzer kompleksleri kullanarak hücre dışında da azotu amonyağa dönüştürmeye çalışmaktadırlar. 1980'lerin sonuna doğru organometalik bileşikler kullanılarak çok değişik özelliklere sahip yeni malzemeler sentezlenmeye başlandı. Bugün yeni malzemeler geliştirilmesinde ve işlenmesinde organometalik kimya çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Organometalik kimya kullanılarak geliştirilen yeni malzemelere şu örnekler verilebilir: Yarı-iletken parçacıkların üretilmesi, anorganik membranların geliştirilmesi, metal karbür gibi seramik malzemelerin üretilmesi, nanoyapılar oluşturulması, ince film üretilmesi, silisyum bazlı malzemelerin geliştirilmesi, moleküler magnet üretilmesi gibi. Bunlar arasında biri, organometalik kimyadaki uzun yıllar boyu sağlanan bilgi birikiminden çok geniş ölçüde yararlanmaktadır. Bu, yarı-iletken parçacıkların üretilmesidir. Kristal tane büyüklüğünün bir, iki ve üç boyutta sınırlanması ile kuantum kuyuları, telleri ve noktaları denilen farklı optik ve elektronik özelliğe sahip yarı-iletken malzemelerin elde edilmesinde organometalik kimya bilgisinden geniş ölçüde yararlanılmaktadır. Örneğin, kuantum tellerinin veya noktalarının oluşturulması ancak organometalik bileşikler kullanılarak mümkün olabilmektedir. Yarı-iletken malzemeyi oluşturan elementlerin uçucu organometalik bileşikleri, önceden hazırlanmış yuvalara konularak tepkimeye sokulur ve tepkime sonucunda yuvalarda yalnızca yarı-iletken malzeme kalır, diğer tepkime ürünleri gaz olarak uzaklaşır. Eğer bu yuvalar yeterince küçük yapılırsa, elde edilen yarı-iletken de o derece küçük boyutta olur. Bu amaçla kullanılan yuvaların küçük olduğu kadar, düzenli olması da gerekir. Bir yalıtkan malzemenin oluşturduğu küçük, fakat eş büyüklükteki düzenli yuvalarda üretilecek yarı-iletken parçacıklar kuantum noktaları olarak düşünülebilir. Moleküler boyutlarda düzenli gözenekli yapıya sahip zeolitler içerisine yerleştirilen metal karboniller ve diğer organometalik bileşikler, ısı veya ışığın etkisinde yine zeolitin gözenekleri içerisinde hapsedilmiş metal veya metal oksit kümeciklerine dönüştürülebilmektedir. Kuantum noktaları olarak nitelendirilebilecek düzenli bir dağılıma sahip bu tanecikler, külçe halindeki malzemelerden çok farklı optik, elektronik ve katalitik özellik göstermektedir. Bu taneciklerin özellikleri, gerek zeolitin gözenekli yapısında ve gerekse kümeciğin hazırlanmasında bazı parametreler değiştirilerek ayarlanabilmektedir. Metal oksit taneciklerinin oksijen içeriği veya zeolitin katyonu değiştirilerek, örneğin yarı-iletken malzemenin enerji aralığı ayarlanabilmektedir. Organometalik kimya bugün iki alanda geniş uygulama alanı bulmaktadır. Bunlardan biri, organometalik bileşiklerin homojen katalizör olarak kullanılmasıdır ki, bu hem endüstriyel hem de biyo-organometalik kimyayı kapsamaktadır. İkincisi ise, ileri malzemelerin geliştirilmesidir. Organometalik kimyada uzun yıllar boyu sürdürülen temel düzeydeki araştırmalardan sağlanan bilgi ve veri birikiminden ileri malzemeler geliştirilmesinde geniş ölçüde yararlanılmaktadır. Burada özellikle vurgulanması gereken nokta şudur: Uygulama çalışmalarına hız verilmesi organometalik kimyadaki temel araştırmaları azaltmamış, tam tersine, sonuçların uygulamaya geçirilebilir olması temel araştırmaları daha da artırmıştır. erdoganakbiyik@gmail.com https://www.youtube.com/my_videos?o=U |
Thin Rose of My Thoughts - Fikrimin İnce Gülü
Friday, January 24, 2014
Organometallic Chemistry (Organometalik Kimya)
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
No comments:
Post a Comment