單烯烴金屬絡(luò)合物
實驗室k / 2019-06-03
討論鍵合情況的基礎(chǔ)是要對結(jié)構(gòu)有一個明確的說明。包括蔡斯鹽的陰離子在內(nèi)的兩個單烯烴絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)如圖23-1所示。烯烴的平面(實際上是C=C本身的鍵軸)垂直于一個從中心金屬原子到預(yù)期的烯烴鍵的方向,這一事實有著關(guān)鍵的意義。而且,由金屬組成的一個成鍵軌道連線交到C=C鍵的中點。在Zeise鹽中整體的Cl3Pt·C2H4基團(tuán)具有C2v對稱。
通常最有用和普追公認(rèn)的有關(guān)鍵合的描述;是所謂杜瓦- 哈特(Dewar-Chatt)MO論述,這種論述同所觀察到的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全一致。圖解于圖23-2,它認(rèn)為鍵合情況是由兩個相互關(guān)聯(lián)的成份組成:(a)烯烴的π電子密度同金屬原子的σ型接受體軌道重迭;(b)由充滿的金屬dxz或其它dπ- pπ雜化軌道的電子進(jìn)入碳原子的反鍵軌道而產(chǎn)生的反饋鍵。這種看法類似于已經(jīng)討論過的一氧化碳和類似的弱堿等配位體鍵合的情況,從而暗示出在烯烴中保留著明顯的“雙鍵”性質(zhì)。當(dāng)然,π成鍵電子向金屬的σ軌道的配位和電子進(jìn)入π反鍵軌道兩者都要減弱烯烴中的成鍵,從而除了蔡斯鹽的陰離子以外,在任何情況下烯烴中C-C鍵都有一個明顯的增長。在鍵的增長和烯烴的取代基的拉電子能力之間似乎有關(guān)系,圖23-2中指出的兩個結(jié)構(gòu),共中絡(luò)合的C2(CN)4有個近似于正常單鍵那樣長的C-C鍵就證實了這點。
在C-C距離很長的一種極端情況下,用包括兩個2e-2cM-C鍵和一個C-C單鍵組成一種金屬-環(huán)丙烷環(huán)描述鍵合情況是合理的。在圖23-2b中可以看到在兩個烯烴碳原子間的鍵角同這種看法是一致的。實際上,這種描述鍵合的情況和杜瓦-哈特MO的描述既不矛盾也不是無關(guān)的而是相互補(bǔ)充的,而且有一個從一種描述向另一種描述的圓滑漸變。當(dāng)然,杜瓦-哈特圖解更為靈活,從而獲得廣泛的應(yīng)用。
關(guān)于金屬-烯烴鍵合具有雙重性格,這種重要的定性概念已被這些簡單體系所證實。它有一個從最高充滿的烯烴軌道的π成鍵電子進(jìn)入適當(dāng)對稱的金屬軌道的配位和一個從適當(dāng)對稱的充滿的金屬軌道的電子反饋到最低的烯烴反鍵軌道的配位。兩種成份是協(xié)同的關(guān)系。隨著一種成份的增加,也促進(jìn)另一成份的增加,這同金屬-CO鍵合有明顯地類似。
在理論和實驗的基礎(chǔ)上,由于配位和反饋的近似平衡所以金屬-烯烴鍵本質(zhì)上似乎是電中性的。
原則上,由兩個非共軛雙鍵單獨環(huán)接到一個金屬原子而生成的那些化合物未必比簡單的單經(jīng)絡(luò)合物更復(fù)雜。兩個比較重要的非共雙鍵雙絡(luò)合劑為1,5-環(huán)辛雙烯和降冰片二烯,它們的相應(yīng)絡(luò)合物分別如(23-Ⅰ)和(23-Ⅱ)所示。三個非共軛雙鍵配位到一個金屬原子上的這種有趣情況如(23-Ⅲ)所示。
當(dāng)兩個或更多的共軛雙健被結(jié)合到一個金屬原子的上時,雖然性質(zhì)上它們含有兩種基本和協(xié)同成份的類型,但是,這種相互作用變得更為復(fù)雜。1,3-丁二烯單元情況就是重要的例,它表明為什么把這種情況當(dāng)作個別單烯烴-金屬的相互作用的簡單加成是過于簡單化的道理。