धातु कार्बोनिल्

धातु कार्बोनिल समन्वय यौगिकों का एक वर्ग है जो कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) लिगेंड से बंधे धातु परमाणुओं से बना होता है। हम कार्बोनिल लिगेंड वाले कई जटिल यौगिकों के बारे में जानते हैं, हम उन्हें होमोलेप्टिक कार्बोनिल कहते हैं। हम उन्हें धातु कार्बोनिल भी कह सकते हैं। तो, कौन से तत्व इन कार्बोनिल का निर्माण करते हैं? अधिकांश संक्रमण धातुएँ होमोलेप्टिक कार्बोनिल या धातु कार्बोनिल बनाने में माहिर हैं। इनकी संरचनाएँ सरल और बहुत अच्छी तरह से परिभाषित होती हैं। उदाहरण के लिए, उनकी संरचनाएँ सामान्यतः टेट्राहेड्रल, ऑक्टाहेड्रल आदि होती हैं।

धातु कार्बोनिल में, धातु-कार्बन बंधन में σ और π दोनों बंध की विशेषताएं होती हैं। कार्बोनिल अणु और धातु के बीच का बंध धातु-लिगेंड बंधन द्वारा उत्पन्न सहक्रियात्मक प्रभाव से मजबूत हो जाता है।

संरचना

• टेट्राकार्बोनिलनिकेल (0), पेंटाकर्बोनिल आयरन (0) और हेक्साकार्बोनिल क्रोमियम (0) का आकार अष्टफलक जैसा होता है।
• धातुओं और कार्बन के बीच सिग्मा बंध तब बनते हैं जब कार्बोनिल अणु धातु के परमाणुओं में रिक्त कक्षकों को इलेक्ट्रॉन दान करता है।
• कार्बोनिल लिगेंड के मामले में, धातु-कार्बन पाई बंध तब निर्मित होता है जब धातु के भरे हुए d ऑर्बिटल से दो इलेक्ट्रॉन रिक्त प्रति-बंध π* ऑर्बिटल में दान कर दिए जाते हैं (इस प्रकार के बंध को कार्बोनिल समूह का बैक बॉन्डिंग भी कहा जाता है)।
• इस मामले में, सिग्मा बंध पाई बंध को मजबूत करता है और सिग्मा बंध को बढ़ाता है (इसके विपरीत)।

मोनोन्यूक्लियर कार्बोनिल्स: इसमें CO लिगेंड से जुड़ा एक एकल धातु परमाणु होता है, उदाहरण के लिए, निकेल कार्बोनिल (Ni(CO)₄), आयरन पेंटाकार्बोनिल (Fe(CO)₅)।

पॉलीन्यूक्लियर कार्बोनिल्स: इसमें कई धातु परमाणु होते हैं, उदाहरण के लिए, डाइआयरन नॉनकार्बोनिल (Fe₂(CO)₉), ट्राइरुथेनियम डोडेकाकार्बोनिल (Ru₃(CO)₁₂)।

बंध

σ-बॉन्डिंग

CO लिगेंड कार्बन परमाणु से धातु परमाणु तक इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी दान करता है, जिससे एक सिग्मा (σ) बंध बनता है।

π-बैक बॉन्डिंग

धातु CO के खाली π* (एंटीबॉन्डिंग) ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉन घनत्व वापस दान कर सकती है, जिससे धातु-कार्बन बंध मजबूत होता है और CO लिगेंड में CO बंध कमजोर हो जाता है।

गुण

• कई धातु कार्बोनिल अस्थिर होते हैं, जो उन्हें रासायनिक वाष्प जमाव अभिक्रियाओं में उपयोगी बनाते हैं।
• कुछ धातु कार्बोनिल, जैसे निकल कार्बोनिल (Ni(CO)₄), अत्यधिक जहरीले होते हैं और इन्हें सावधानी से संभालने की आवश्यकता होती है।
• वे प्रायः रंगीन यौगिक होते हैं; उदाहरण के लिए, Fe(CO)₅ पीला है, जबकि Ni(CO)₄ रंगहीन है।

संश्लेषण

धातु कार्बोनिल को उच्च दबाव और तापमान के तहत धातुओं और CO के सीधे संयोजन द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है।

उदाहरण

Ni + 4 CO → Ni(CO)₄ (50-60°C और उच्च दबाव पर)

Fe + 5 CO → Fe(CO)₅ (200-250°C और उच्च दबाव पर)

अभ्यास प्रश्न

• धातु कार्बोनिल् से समझते हैं ?
• π-बैक बॉन्डिंग से आप क्या समझते हैं ?
• कुछ धातु कार्बोनिल के उदाहरण दीजिये।