Никель тетракарбонил

Никель тетракарбонил
Nickel carbonyl	Nickel carbonyl
Имена
	Имя IUPAC Тетракарбонилникель
	Другие имена Никель тетракарбонил ; Никель карбонил (1: 4)
Идентификаторы
Номер CAS	13463-39-3 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
Бейльштейн ссылка	6122797
Чеби	Чеби: 30372 ;
Chemspider	24253 ;
Echa Infocard	100.033.322
ЕС номер	236-669-2 ;
Гмелин Ссылка	3135
PubChem CID	26039 ;
Rtecs номер	QR6300000 ;
НЕКОТОРЫЙ	1zyl78uwzn ;
Номер	1259
Comptox Dashboard ( EPA )	DTXSID0024212 ;
	показывать Дюймы
	показывать Улыбается
Характеристики
Химическая формула	Ni (Co) 4
Молярная масса	170.73 g/mol
Появление	бесцветная жидкость
Запах	затхлый, как кирпичная пыль
Плотность	1,319 г/см 3
Точка плавления	−17,2 ° C (1,0 ° F; 256,0 К)
Точка кипения	43 ° C (109 ° F; 316 K)
Растворимость в воде	0,018 г/100 мл (10 ° C)
Растворимость	смешивание в большинстве органических растворителей ; растворимый в азотной кислоте , Aqua Regia
Давление паров	315 мм рт. Ст. (20 ° C)
Вязкость	3,05 x 10 −4 Пэс
Структура
Координационная геометрия	Тетраэдрический
Молекулярная форма	Тетраэдрический
Дипольный момент	ноль
Термохимия
Std Molar ; энтропия ( с ⦵ 298 )	320 J K. −1 мол −1
Энтальпия STD ; образование (Δ f h ⦵ 298 )	-632 кДж / раз
Энтальпия STD ; сжигание (Δ c h ⦵ 298 )	-1180 кДж / раз
Опасности
	Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH):
Основные опасности	Потенциальный профессиональный канцероген
	GHS Маркировка :
Пиктограммы
Заявления об опасности	H225 , H300 , H301 , H304 , H310 , H330 , H351 , H360D , H410
МЕРЫ ОФИНАЯ заявления	P201 , P202 , P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P271 , P273 , P280 , P281 , P284 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P308+P313 , P310 , P320 , P370+P378 , P391 , P403+P233 , P403+P235 , P405 , P501
NFPA 704 (Огненная бриллиант)	4 3 3
точка возгорания	4 ° C (39 ° F; 277 K)
Автогенция ; температура	60 ° C (140 ° F; 333 K)
Взрывные пределы	2–34%
	Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LC 50 ( медианная концентрация )	266 ч / млн (кошка, 30 мин) ; 35 ч / млн (кролик, 30 мин) ; 94 ч / млн (мышь, 30 мин) ; 10 ч / млн (мышь, 10 минут)
LC LO ( самый низкий опубликован )	360 ч / млн (собака, 90 мин) ; 30 ч / млн (человек, 30 минут) ; 42 ч / млн (кролик, 30 мин) ; 7 ч / млн (мышь, 30 минут)
	Niosh (пределы воздействия на здоровье США):
Пел (допустимый)	TWA 0,001 м.д. (0,007 мг/м 3 )
Rel (рекомендуется)	TWA 0,001 м.д. (0,007 мг/м 3 )
IDLH (немедленная опасность)	CA [2 ч / млн]
Лист данных безопасности (SDS)	ICSC 0064
Связанные соединения
Связанные металлические карбонилы	Хромий гексакарбонил ; Молибден Гексакарбонил ; Вольфрамовый гексакарбонил ; SEABORGIUM HEXACACARBONYL ; Ванадий гексакарбонил ; Диманганский декакарбонил ; Dirhenium decacarbonyl ; Железный пентакарбонил ; Diiron Nonacarbonyl ; Triruthenium dodecacarbonyl ; Triosmium Dodecacarbonyl ; Дикобальт октакарбонил ; Тетрарходий Додекакарбонил ; Tetrairidium dodecacarbonyl ;
	За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). Проверьте ( что есть ?) Infobox ссылки

Никель карбонил ( IUPAC Имя : Tetracarbonylnickel ) - это никелевое (0) органометаллическое соединение с формулой Ni (CO) ₄ . жидкость является основным карбонилом никеля . Эта бесцветная Это промежуточное здание в процессе MOND с очень высокой чистотой для производства никеля и реагентом в органической химии , хотя процесс MOND выпал из общего использования из-за опасностей для здоровья при работе с соединением. Nickel Carbonyl является одним из самых опасных веществ, но встречаемых в химии никеля из -за его очень высокой токсичности , составляемой с высокой волатильностью и быстрым поглощением кожи. ^{[ 4 ]}

Структура и связь

В никелевом тетракарбониле состояние окисления никеля назначается как ноль, потому что электроны Ni -C связаны с атомом C и до сих пор назначаются для C в гипотетической ионной связи, которая определяет состояния окисления. Формула соответствует правилу 18-электрона . Молекула является тетраэдрической , с четырьмя карбонильными ( углеродными ) лигандами . Исследования дифракции электронов были проведены по этой молекуле, и были рассчитаны расстояния Ni -C и C -O, которые составляют 1,838 (2) и 1,141 (2) ангстромов соответственно. ^{[ 5 ]}

Подготовка

Ni (CO) ₄ был сначала синтезирован в 1890 году Людвигом Мондом прямой реакцией никелевого металла с окисью углерода. ^{[ 6 ]} Эта новаторская работа предвещала существование многих других металлических карбонильных соединений, в том числе ванадий , хром , марганца , железа и кобальта . Он также был применен в промышленности к очистке никеля к концу 19 -го века. ^{[ 7 ]}

При 323 К (50 ° C; 122 ° F) монооксид углерода передается над нечистым никелем. Оптимальная скорость происходит при 130 ° C. ^{[ 8 ]}

Лабораторные маршруты

Ni (CO) ₄ не доступен в продаже коммерчески. Он удобно генерируется в лаборатории путем карбонилирования коммерчески доступного бис (циклооктадиен) никеля (0) . ^{[ 9 ]} Он также может быть получен путем восстановления аммиачных растворов сульфата никеля с дитионитом натрия в атмосфере CO. ^{[ 10 ]}

Реакция

Термическое декарбонилирование

При умеренном нагревании Ni (CO) ₄ разлагается на угарный газ и никелевый металл. В сочетании с легкой формированием от CO и даже очень нечистым никелем, эта разложение является основой для процесса MOND для очистки никеля или покрытия на поверхности. Тепловое разложение начинается около 180 ° C (356 ° F) и увеличивается при более высокой температуре. ^{[ 8 ]}

Реакции с нуклеофилами и восстановительными агентами

Как и другие низковалентные металлические карбонилы, Ni (Co) ₄ подвержен атаке нуклеофилами. Атака может произойти в никелевом центре, что приведет к смещению лигандов СО, или в CO. Таким образом, донорские лиганды, такие как трифенилфосфин реагируют, чтобы дать Ni (co) ₃ (pph ₃ ) и Ni (Co) ₂ (PPH ₃ ) ₂ . Бипиридин и связанные с ними лиганды ведут себя одинаково. ^{[ 11 ]} Моносбстатация никелевого тетракарбонила с другими лигандами может использоваться для определения электронного параметра Толмана , мера электрона пожертвования или отмены данного лиганда.

Лечение гидроксидами дает кластеры, такие как [Ni ₅ (co) ₁₂ ] ²⁻ и [Ni ₆ (co) ₁₂ ] ²⁻Полем Эти соединения также могут быть получены путем сокращения никелевого карбонила.

Таким образом, обработка Ni (CO) ₄ с помощью углеродных нуклеофилов (nu ⁻) приводит к ацильным производным, таким как [N (c) ₃ c (o) nu)] ⁻. ^{[ 12 ]}

Реакции с электрофилами и окисливными агентами

Никель карбонил может быть окислен . Хлор окисляет никель карбонил в NICL ₂ , выпуская газовой газ. Другие галогены ведут себя аналогично. Эта реакция обеспечивает удобный метод для ускорения никелевой части токсичного соединения.

Реакции Ni (CO) ₄ с алкильными и арилгалогенками часто приводят к карбонилированным органическим продуктам. Виноличные галогениды, такие как PHCH = CHBR, превращаются в ненасыщенные сложные эфиры при обработке Ni (CO) ₄ с последующим метоксидом натрия. Такие реакции также, вероятно, проходят через окислительное дополнение . Аллильные галогениды дают соединения π-аллилникеля, такие как (аллил) ₂ Ni ₂ Cl ₂ : ^{[ 13 ]} 2 ni (co) ₄ + 2 Clch ₂ CH = CH ₂ → Ni ₂ ( µ -cl ₂ ( ) ³- C ₃ H ₅ ) ₂ + 8 CO

Токсикология и соображения безопасности

Опасности Ni (CO) ₄ гораздо больше, чем подразумеваемые его содержанием CO, отражая последствия никеля, если он выпущен в организме. Никель карбонил может быть смертельным, если он поглощен через кожу или, скорее, вдыхается из -за его высокой волатильности. Его LC ₅₀ для 30-минутного воздействия было оценено в 3 часа дня , а концентрация, которая сразу же фатала для людей, составила бы 30 ч / млн. Некоторые субъекты, подвергшиеся воздействию затяжек до 5 ч / млн, описали запах как затхлый или сажа, но поскольку соединение настолько токсично, его запах не обеспечивает надежного предупреждения о потенциально смертельном воздействии. ^{[ 14 ]}

Пары Ni (Co) ₄ могут аутоигенте . Пары быстро разлагаются в воздухе, с полураспадом около 40 секунд. ^{[ 15 ]}

Отравление никелями карбонильного характеристики характеризуется двухэтапной болезнью. Первый состоит из головных болей и боли в груди , которая длится несколько часов, обычно сопровождается короткой ремиссией. Вторая фаза представляет собой химический пневмонит , который начинается через 16 часов с симптомами кашля, одышки и чрезвычайной усталости. Они достигают наибольшей тяжести после четырех дней, возможно, приводя к смерти от кардиореспираторного или острого повреждения почек . Возвращение часто чрезвычайно длительно, часто осложняется истощением, депрессией и одышкой при усилении. Постоянное повреждение дыхания необычно. Канцерогенность . Ni (CO) ₄ является вопросом дебатов, но предполагается, что является значительной

Он классифицируется как чрезвычайно опасное вещество в Соединенных Штатах, как определено в разделе 302 Закона США о чрезвычайном планировании и сообществе права на знание (42 USC 11002), и подлежит строгим требованиям отчетности по объектам, которые производят, хранят, или использовать его в значительных количествах. ^{[ 16 ]}

В популярной культуре

«Requiem for the Living» (1978), эпизод Quincy, Me , показывает отравленного, умирающего преступного лорда, который просит доктора Куинси вскрыть его все ещежие тела. Куинси идентифицирует яд - Nickel Carbonyl.

В новелле 1979 года Аманда Морган Гордон Р. Диксон , оставшиеся жители в основном эвакуированной деревне противостоят оккупационной военной силе, направляя выхлопку от плохо настроенного двигателя внутреннего сгорания на постоянно обновленную «кучу отходов» порошкового никеля снаружи Машетная цеха (под видом гражданского бизнеса), чтобы устранить оккупантов, ценой их собственной жизни.

В главе 199 «Манга доктора Стоуна » производится машина, которая очищает никель через процесс Монда . Указано, что процесс создает «смертельный токсин» (никель карбонил).

В романе Delta-V от Delta-V от New York Times бестселлера Даниэль Суарес команда из восьми частных шахтеров достигает почтиземного астероида, чтобы извлекать летучие вещества (вода, CO ₂ и т. Д.) И металлов (железо, никель и кобальт); Они хранятся как твердый карбонил для переноса обратно на орбиту на ближнем Земле и используются для изготовления космического корабля на месте посредством разложения в вакууме.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Niosh Pocket Guide к химическим опасностям. "#0444" . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).
^ Никель тетракарбонил, канцерогенность
^ Jump up to: ^а ^{беременный} "Никель карбонил" . Немедленно опасно для жизни или концентрации в области здоровья (IDLH) . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).
^ Индекс Merck (7 -е изд.). Мерк .
^ Hedberg, L.; Iijima, T.; Хедберг, К. (1979). «Никель тетракарбонил, Ni (Co) _4. I. Молекулярная структура с помощью газообразной электронной дифракции. II. Уточнение поля квадратичного силы». Журнал химической физики . 70 (7): 3224–3229. Bibcode : 1979jchph..70.3224h . doi : 10.1063/1.437911 .
^ Монд, Л .; Лангер, C.; Квинке, Ф. (1890). «Действие угарного газа на никель» . J. Chem. Соц Транс. 57 : 749–753. doi : 10.1039/ct8905700749 .
^ «Извлечение никеля из его руд процессом Mond» . Природа . 59 (1516): 63–64. 1898. Bibcode : 1898natur..59 ... 63. Полем doi : 10.1038/059063a0 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Lascelles, K.; Морган, LG; Николс, Д.; Бейерсманн Д. "Никелевые соединения". Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_235.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
^ Jolly, PW (1982). «Никель тетракарбонил». В Авеле, Эдвард В.; Стоун, Ф. Гордон А .; Уилкинсон, Джеффри (ред.). Комплексная органометаллическая химия . Тол. I. Оксфорд: Pergamon Press. ISBN 0-08-025269-9 .
^ Ф. Сил (1963). "Никель карбонил". В G. Brauer (ред.). Справочник по подготовительной неорганической химии . Тол. 2 (2 -е изд.). Нью -Йорк: Академическая пресса. С. 1747–1748.
^ Elschenbroich, C.; Salzer, A. (1992). Органометаллики: краткое введение (2 -е изд.). Вейнхайм: Wiley-VCH . ISBN 3-527-28165-7 .
^ Pinhas, AR (2003). «Тетракарбонилникель». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Джон Уайли и сыновья. doi : 10.1002/047084289x.rt025m . ISBN 0471936235 .
^ Semmelhack, MF; Helquist, PM (1972). «Реакция арилгалогенидов с π-аллилникельскими галогниками: металлилбензол» . Органические синтезы . 52 : 115 ; Собранные объемы , вып. 6, с. 722 .
^ Правление по экологическим исследованиям и токсикологии (2008). «Никель карбонил: уровни острой экспозиции» . Острые уровни руководства по экспозиции для выбранных воздушных химических веществ . Тол. 6. Национальная академическая пресса . С. 213–259. doi : 10.17226/12018 . ISBN 978-0-309-11213-0 Полем PMID 25032325 .
^ Стедман, DH; Хикад, да; Пирсон, Р. младший; Yalvac, Ed (1980). «Никель карбонил: разложение в воздухе и связанные кинетические исследования». Наука . 208 (4447): 1029–1031. Bibcode : 1980sci ... 208.1029s . doi : 10.1126/science.208.4447.1029 . PMID 17779026 . S2CID 31344783 .
^ «40 CFR: Приложение A к части 355 - список чрезвычайно опасных веществ и их количества порогового планирования» (PDF) (1 июля 2008 г. изд.). Правительственная типография . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2012 года . Получено 29 октября 2011 года .

Дальнейшее чтение

Ши, З. (1991). «Никель карбонил: токсичность и здоровье человека». Наука общей среды . 148 (2–3): 293–298. doi : 10.1016/0048-9697 (94) 90406-5 . PMID 8029705 .
Sunderman, FW (1989). «Паломничество в архив токсикологии никеля». Анналы клинической и лабораторной науки . 19 (1): 1–16. PMID 2644888 .
Armit, HW (1907). «Токсикология никеля карбонила. Часть I» . Журнал гигиены . 7 (4): 525–551. doi : 10.1017/s0022172400033507 . PMC 2236193 . PMID 20474327 .
Armit, HW (1908). «Токсикология никеля карбонила. Часть II» . Журнал гигиены . 8 (5): 565–610. doi : 10.1017/s0022172400015989 . PMC 2167169 . PMID 20474374 .
Барсело, DG; Барсело, Дональд (1999). "Никель". Клиническая токсикология . 37 (2): 239–258. doi : 10.1081/clt-100102423 . PMID 10382559 .

Внешние ссылки

[PGCH-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Niosh Pocket Guide к химическим опасностям. "#0444" . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).

[2] Никель тетракарбонил, канцерогенность

[IDLH-3] Jump up to: ^а ^{беременный} "Никель карбонил" . Немедленно опасно для жизни или концентрации в области здоровья (IDLH) . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).

[4] Индекс Merck (7 -е изд.). Мерк .

[5] Hedberg, L.; Iijima, T.; Хедберг, К. (1979). «Никель тетракарбонил, Ni (Co) _4. I. Молекулярная структура с помощью газообразной электронной дифракции. II. Уточнение поля квадратичного силы». Журнал химической физики . 70 (7): 3224–3229. Bibcode : 1979jchph..70.3224h . doi : 10.1063/1.437911 .

[6] Монд, Л .; Лангер, C.; Квинке, Ф. (1890). «Действие угарного газа на никель» . J. Chem. Соц Транс. 57 : 749–753. doi : 10.1039/ct8905700749 .

[7] «Извлечение никеля из его руд процессом Mond» . Природа . 59 (1516): 63–64. 1898. Bibcode : 1898natur..59 ... 63. Полем doi : 10.1038/059063a0 .

[Ullmann-8] Jump up to: ^а ^{беременный} Lascelles, K.; Морган, LG; Николс, Д.; Бейерсманн Д. "Никелевые соединения". Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_235.pub2 . ISBN 978-3527306732 .

[9] Jolly, PW (1982). «Никель тетракарбонил». В Авеле, Эдвард В.; Стоун, Ф. Гордон А .; Уилкинсон, Джеффри (ред.). Комплексная органометаллическая химия . Тол. I. Оксфорд: Pergamon Press. ISBN 0-08-025269-9 .

[10] Ф. Сил (1963). "Никель карбонил". В G. Brauer (ред.). Справочник по подготовительной неорганической химии . Тол. 2 (2 -е изд.). Нью -Йорк: Академическая пресса. С. 1747–1748.

[11] Elschenbroich, C.; Salzer, A. (1992). Органометаллики: краткое введение (2 -е изд.). Вейнхайм: Wiley-VCH . ISBN 3-527-28165-7 .

[12] Pinhas, AR (2003). «Тетракарбонилникель». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Джон Уайли и сыновья. doi : 10.1002/047084289x.rt025m . ISBN 0471936235 .

[13] Semmelhack, MF; Helquist, PM (1972). «Реакция арилгалогенидов с π-аллилникельскими галогниками: металлилбензол» . Органические синтезы . 52 : 115 ; Собранные объемы , вып. 6, с. 722 .

[14] Правление по экологическим исследованиям и токсикологии (2008). «Никель карбонил: уровни острой экспозиции» . Острые уровни руководства по экспозиции для выбранных воздушных химических веществ . Тол. 6. Национальная академическая пресса . С. 213–259. doi : 10.17226/12018 . ISBN 978-0-309-11213-0 Полем PMID 25032325 .

[15] Стедман, DH; Хикад, да; Пирсон, Р. младший; Yalvac, Ed (1980). «Никель карбонил: разложение в воздухе и связанные кинетические исследования». Наука . 208 (4447): 1029–1031. Bibcode : 1980sci ... 208.1029s . doi : 10.1126/science.208.4447.1029 . PMID 17779026 . S2CID 31344783 .

[gov-right-know-16] «40 CFR: Приложение A к части 355 - список чрезвычайно опасных веществ и их количества порогового планирования» (PDF) (1 июля 2008 г. изд.). Правительственная типография . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2012 года . Получено 29 октября 2011 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v Т и Никелевые соединения
Nickel(0)	Ni(CO)₄ Ni(COD)₂
Nickel(II)	NiF₂ K₂NiF₄ NiF²⁻ ₄ NiCl₂ NiCl²⁻ ₄ NiBr₂ NiBr²⁻ ₄ NiI₂ NiI²⁻ ₄ Ni(CN)₂ K₂Ni(CN)₄ Ni(SCN)₂ NiO Ni(OH)₂ NiCO₃ NiSO₄ Ni₃(PO₄)₂ NiCrO₄ NiTiO₃ NiSeO₄ NiS NiSe Ni(ClO₄)₂ Ni(NO₃)₂ Ni(NO₂)₂ Ni(NO₂)³⁻ ₅ / Ni(NO₂)⁴⁻ ₆ Ni(CO₂H)₂ C ₂₄H ₄₆NiO ₄ C ₃₆H ₇₀NiO ₄ Ni(acac)₂
Nickel(III)	NiF₃ Ni₂O₃ NiOOH
Nickel(IV)	NiF₄ K₂NiF₆ MNiO_$x$