Définition des caractéristiques
Un composé est considéré comme organométallique s'il contient au moins une liaison métal-carbone (M ― C) où le carbone fait partie d'un groupe organique. Typiquement, un groupe organique contient des liaisons carbone-hydrogène (C = H); par exemple, le groupe méthyle simple, CH 3, et des homologues plus grands tels que le groupe éthyle, C 2 H 5, qui se fixent à un atome métallique par le biais d'un seul atome de carbone. (Les groupes alkyle simples tels que ceux-ci sont souvent abrégés par le symbole R.) Les groupes organiques plus élaborés incluent le groupe cyclopentadiényle, C 5 H 5, dans lequel les cinq atomes de carbone peuvent former des liaisons avec l'atome de métal. Le terme métallique est interprété largement dans ce contexte; ainsi, lorsque des groupes organiques sont attachés aux métalloïdes tels que le bore (B), le silicium (Si), le germanium (Ge) et l'arsenic (As), les composés résultants sont considérés comme organométalliques avec ceux contenant de vrais métaux tels que le lithium (Li), magnésium (Mg), aluminium (Al) et fer (Fe). Le «métal» dans un composé organométallique peut comprendre la plupart des éléments, à l'exception de l'azote (N) et du phosphore (P) dans le groupe 15 et tous les éléments dans les groupes 16 (le groupe oxygène), 17 (halogènes) et 18 (gaz nobles).
Un exemple d'un composé organométallique est le triméthylboron, B (CH 3) 3, qui contient trois liaisons B ― C.
Un autre est le ferrocène, Fe (C 5 H 5) 2, qui a une structure plus élaborée avec l'atome de fer pris en sandwich entre deux cycles C 5 H 5. Certains composés ayant des liaisons métal-carbone ne sont pas considérés comme organométalliques, car l'atome de carbone constituant ne fait pas partie d'un groupe organique; deux exemples sont les carbures métalliques - tels que Fe 3 C, un solide dur qui est un composant de la fonte - et les composés de cyanure métallique - tels que le pigment de peinture bleu foncé bleu de Prusse, KFe 2 (CN) 6.
Développements historiques
Le premier composé organométallique synthétique, K [PtCl 3 (C 2 H 4)], a été préparé par le pharmacien danois William C. Zeise en 1827 et est souvent appelé sel de Zeise. A cette époque, Zeise n'avait aucun moyen de déterminer la structure de son nouveau composé, mais aujourd'hui, on sait que la structure contient une molécule d'éthylène (H 2 C = CH 2) attachée par les deux atomes de carbone à l'atome central de platine (Pt). L'atome de platine est également lié à trois atomes de chlore (Cl). L'ion potassium, K +, est présent pour équilibrer la charge.
La fixation des atomes de carbone de l'éthylène à l'atome central de platine qualifie le sel de Zeise en tant que composé organométallique. Un développement ayant un impact plus immédiat sur le domaine de la chimie a été la découverte en 1849 par le chimiste britannique formé en Allemagne Edward C. Frankland de diéthylzinc, H 5 C 2 ―Zn ― C 2 H 5, qu'il a montré très utile dans synthèse organique. Depuis lors, une variété toujours croissante de composés organométalliques a été utilisée dans la synthèse organique à la fois en laboratoire et dans l'industrie.
Un autre jalon dans le développement du domaine a été la découverte de tétracarbonylnickel par le chimiste industriel britannique Ludwig Mond et ses assistants en 1890. En 1951, le chimiste théoricien allemand Ernst Otto Fischer et le chimiste britannique Sir Geoffrey Wilkinson ont découvert indépendamment la structure sandwich de le ferrocène composé. Leurs découvertes parallèles ont conduit au dévoilement ultérieur d'autres composés à structure sandwich, et en 1973, Fischer et Wilkinson ont reçu conjointement le prix Nobel de chimie pour leurs contributions à l'étude des composés organométalliques. Depuis les années 1950, la chimie organométallique est devenue un domaine très actif, marqué par la découverte de nouveaux composés organométalliques ainsi que leur caractérisation structurale et chimique détaillée et leur application comme intermédiaires synthétiques et catalyseurs dans les processus industriels. Deux organométalliques rencontrés dans la nature sont la coenzyme vitamine B 12, qui contient une liaison cobalt-carbone (Co ― C), et le diméthylmercure, H 3 C ― Hg ― CH 3, qui est produit par des bactéries pour éliminer le mercure métallique toxique. Cependant, les composés organométalliques sont généralement inhabituels dans les processus biologiques.
