Металлоорганические соединения, органические соединения, содержащие атом какого-либо металла, непосредствнно связанный с атомом углерода.
Все М. с. можно подразделить на две группы: 1. М. с. непереходных и часть М. с. переходных металлов. Эти соединения содержат одинарную (s) связь металл — углерод. 2. М. с. переходных металлов (в т. ч. карбонилы металлов), построенные путём заполнения s-, p- и d-орбиталей атома металла p-электронами различных ненасыщенных систем, например ароматических, олефиновых, ацетиленовых, аллильных, циклопентадиенильных.
Из М. с. 1-й группы наиболее полно изучены производны Li, Na, К, Be, Mg, Zn, Cd, Hg, B, Al, Tl, Ge, Sn, Pb, As и Sb. Свойства этих соединений определяются характером связи М—С (М — атом металла), зависящей главным образом от природы металла, а также от характера и числа органических радикалов, связанных с атомом металла. В М. с. щелочных металлов связь М—С сильно поляризована, причём на атоме металла сосредоточен частичный положительный, а на атоме углерода — частичный отрицательный заряд:
Поэтому такие М. с. весьма реакционноспособны: они энергично разлагаются водой и очень чувствительны к действию кислорода. Практически их используют только в растворах (углеводороды, эфир, тетрагидрофуран и др.), защищая от влаги, CO2 и кислорода воздуха. Аналогичные свойства присущи соединениям щёлочноземельных металлов (Mg, Ca), а также Zn, Cd, В и Al. Например, такие вещества, как (CH3)2Zn, (CH3)3B, (C2H5)3Al, воспламеняются на воздухе. Более стабильны смешанные М. с. этих элементов, в которых металл связан с органическим радикалом и с 1 или 2 кислотными остатками, например (C2H)2AICI, C2H5AlCl2. С возрастанием электроотрицательности металла полярность связи М — С уменьшается, и соединения таких металлов, как Hg, Sn, Sb и т.п., по существу ковалентны. Это перегоняющиеся жидкости или кристаллические вещества, устойчивые к действию кислорода и воды. При нагревании они распадаются с образованием металла и свободных органических радикалов, например:
(C2H5)4Pb ® Pb + 4C2H5.
М. с. 1-й группы могут быть получены взаимодействием металлов с галогеналкилами (или галогенарилами):
н-C4H9Br + 2Li ® н-C4H9Li + LiBr
присоединением гидридов или солей металлов по кратной связи:
3CH2=CH2 + AlH3 ® (C2H5)3Al
взаимодействием диазосоединений с солями металлов:
2CH2N2 + HgCl2 ® ClCH2HgCH2Cl + 2N2
взаимодействием М. с. с галогенидами металлов, металлами и друг с другом:
3C6H5Li + SbCl3 ® (C6H5)3Sb + 3LiCl
(C2H5)2Hg + Mg ® (C2H5)2Mg + Hg
(CH2=CH)4Sn + 4C6H5Li ® (C6H5)4Sb + 4CH2=CHLi.
М. с. переходных металлов, относящиеся к 1-й группе, склонны к гомолитическому распаду (алкильные производные Ag, Cu и Au); арильные и алкенильные соединения этих элементов более стабильны, очень прочны ацетилениды, а также метильные соединения платины, например (CH3)3PtI и (CH3)4Pt.
В М. с. 2-й группы атом металла взаимодействует со всеми атомами углерода p-электронной системы. Типичные представители этого класса М. с. — ферроцен, дибензолхром, бутадиен-железо-трикарбонил. Для соединений этого типа, полученных сравнительно недавно, классическая теория валентности оказалась непригодной (об их электронном строении см.(смотри) Валентность).
М. с. сыграли большую роль в развитии представлений о природе химической связи. Их используют в органическом синтезе, особенно литийорганические соединения и магнийорганические соединения. Многие из М. с. нашли применение в качестве антисептиков, лекарственных и физиологически активных веществ, антидетонаторов (например, тетраэтилсвинец), антиокислителей, стабилизаторов для полимеров и т.д. Очень важно получение чистых металлов через карбонилы и М. с. при производстве полупроводников и нанесении металлопокрытий. М. с. — промежуточные вещества в ряд важнейших промышленных процессов, катализируемых металлами, их солями и комплексными металлоорганическими катализаторами (например, гидратация и циклополимеризация ацетилена, анионная, в том числе и стереоспецифическая, полимеризация олефинов и диенов, карбонилирование непредельных соединений). См. также Алюминийорганические соединения, Мышьякорганические соединения, Сераорганические соединения, Сурьмаорганические соединения, Цинкорганические соединения, Гриньяра реакция, Несмеянова реакция, Кучерова реакция, Вюрца реакция, Переходные элементы, Ферроцен, Полимеризация.
Лит.: Химия металлоорганических соединений, под ред. Г. Цейсса, пер.(перевод) с англ.(английский), М., 1964; Рохов Ю., Херд Д., Льюис Р., Химия металлоорганических соединений, пер.(перевод) с англ.(английский), М., 1963.
