简介
金属有机化学是研究金属有机化合物的学科，这类化合物包含至少一个有机分子的碳原子与金属之间的化学键，包括碱金属、碱土金属和过渡金属，有时还扩展到类金属如硼、硅和硒[1][2]。除了与有机基团的化学键外，与“无机”碳（如一氧化碳、氰化物或碳化物）的化合物通常也被视为金属有机化合物。此外，某些相关化合物如过渡金属氢化物和金属膦配合物尽管严格来说不一定属于金属有机化合物，但在讨论中经常被包含在内。
金属有机化合物
金属有机化合物的特点是“金属-碳”键，如有机锂、格氏试剂等。含硼化合物多通过加成反应生成，如四羰基镍和二茂铁是经典的过渡金属例子。自然界中的金属有机化合物包括维生素 B12 中的甲基钴化合物，它是生物金属有机化学的重要分支[3][4]。
结构与性质
金属-碳键通常具有高度共价性。大多数金属有机化合物在室温下为固体，但一些如四羰基镍是挥发性液体。许多金属有机化合物对氧和湿气敏感，需在惰性气氛下操作。使用电子计数和配位数可预测化合物的稳定性，如 18 电子规则[5]。
历史
金属有机化学的早期发展包括 Cadet 合成砷甲基化合物、Zeise 发现的铂乙烯配合物以及格氏试剂的发明。这一领域的突出成就获得了多次诺贝尔奖，如 2005 年的金属催化烯烃复分解研究[6]。
工业应用
金属有机化合物广泛应用于工业催化剂和化学反应中。例如，蒙山托过程和卡提瓦过程通过金属羰基复合物催化合成乙酸。聚乙烯和聚丙烯的生产依赖于齐格勒-纳塔催化剂[7]。
概念与技术
常用技术包括 X 射线衍射、红外光谱和核磁共振光谱，用于研究结构与反应动力学。空气敏感化合物需采用无空气技术操作，如手套箱和 Schlenk 线[8]。