Карбони́лы мета́ллов, координационные соединения переходных металлов с монооксидом углерода.

Классификация

В зависимости от числа атомов металла в молекуле различают одноядерные карбонилы металлов, например Ti(CO)₇, Ni(CO)₄, Fe(CO)₅, и многоядерные карбонилы металлов, например Co₂(CO)₈, Co₆(CO)₁₆, Re₂(CO)₁₀, MnRe(CO)₁₀, Rh₆(CO)₁₆. В одноядерных карбонилах металлов реализуется связь металл – углерод, в многоядерных (карбонильных кластерных соединениях) – связи: металл – металл, металл – углерод, мостиковые связи металл – углерод – металл с участием групп CO. Кроме нейтральных карбонилов металлов существуют также многочисленные ионные карбонилы металлов, например соединения, содержащие комплексные анионы состава [M(CO)₄]²⁻ (где M – Fe, Ru, Os) или комплексные катионы состава [M(CO)₆]⁺ (M – Mn, Tc, Re). Карбонилы металлов могут содержать кроме CO другие лиганды, например [MnCl(CO)₅], [Fe(η-C₄H₆)(CO)₃].

Физико-химические свойства

Большинство карбонилов металлов – легколетучие легкоплавкие, термически неустойчивые, окрашенные кристаллические вещества; некоторые, например Ni(CO)₄, Fe(CO)₅, Ru(CO)₅ и Os(CO)₅, – жидкости. Одноядерные карбонилы металлов растворимы в органических растворителях. В парáх карбонилы металлов разлагаются с выделением металла в дисперсном состоянии и CO. На воздухе многие карбонилы металлов окисляются и самовоспламеняются. Наиболее устойчивы карбонилы металлов VI–VIII групп короткой формы (6–10-й групп длинной формы) периодической системы. Группы CO в карбонилах металлов могут быть замещены на другие лиганды. Карбонилы металлов участвуют в реакциях окисления и восстановления.

Карбонилы металлов токсичны, пожаро- и взрывоопасны.

Получение

Карбонилы металлов получают прямым взаимодействием переходных металлов с CO, восстановлением оксидов или солей переходных металлов (другими металлами, CO или водородом в присутствии CO), по реакциям замещения комплексных соединений переходных металлов с помощью CO. При перекачивании CO по металлическим трубопроводам или при его хранении в металлических баллонах возможно образование карбонилов.

Применение

Карбонилы металлов применяют для нанесения металлических плёнок и покрытий в процессе химического осаждения из газовой фазы, получения ультрадисперсных порошков металлов, синтеза металлоорганических соединений, в процессах глубокой очистки металлов, как катализаторы и инициаторы в органических реакциях (например, синтеза альдегидов, акриловых эфиров), антидетонаторы моторных топлив.