Нікелоцен – з хімічною формулою Ni(η5-C5H5)2. Ця яскраво-зелена парамагнітна тверда речовина, також відома як біс(циклопентадієніл)нікель або NiCp2, становить постійний академічний інтерес, хоча наразі не має відомих практичних застосувань.
Структура Ni(C5H5)2 належить до групи металоорганічних сполук, що називаються металоценами. Металоцени зазвичай мають структуру, в якій іон металу затиснутий між двома паралельними (Cp) кільцями, так звана «сендвічева структура». У твердому стані молекула має симетрію D5d, де два кільця перебувають у .
Центральний атом Ni має формальний заряд +2, а кільця Cp зазвичай розглядаються як циклопентадієніл-аніони (Cp−), утворені шляхом депротонування циклопентадієну. За структурою сполука подібна до фероцену. Що стосується електронної структури, три пари d-електронів нікелю розподілені між трьома d-орбіталями, що беруть участь у зв'язку Ni–Cp: dxy, dx2–y2, dz2. Два d-електрони, що залишилися, займають орбіталі dyz та dxz, що зумовлює парамагнетизм молекули. Це проявляється у незвично великому хімічному зсуві в сильному полі, який спостерігається в її спектрі 1H ЯМР-спектроскопії. Маючи 20 валентних електронів, нікелоцен має найбільшу кількість електронів серед металоценів перехідних металів. Проте Co(C5H5)2, який має лише 19 валентних електронів, є сильнішим відновником. Це ілюструє той факт, що окисно-відновний потенціал визначається енергією електронів, а не їхньою кількістю.
Отримання Нікелоцен був уперше синтезований Е. О. Фішером у 1953 році, невдовзі після відкриття фероцену, першої виявленої металоорганічної сполуки сендвічевого типу. Його можна отримати за допомогою «одностадійного» синтезу шляхом депротонування циклопентадієну етилмагнійбромідом з подальшим додаванням безводного . Сучасний метод синтезу передбачає обробку безводних джерел NiCl2 (таких як ) циклопентадієнідом натрію:
[Ni(NH3)6]Cl2 + 2 NaC5H5 → Ni(C5H5)2 + 2 NaCl + 6 NH3
Хімічні властивості Як і багато інших металоорганічних сполук, Ni(C5H5)2 не витримує тривалого перебування на повітрі без помітного розкладання. Робота зі зразками зазвичай проводиться з використанням (наприклад, у рукавичному боксі або на лінії Шленка). Більшість хімічних реакцій нікелоцену характеризуються його схильністю до утворення продуктів, що відповідають правилу 18 електронів, з втратою або модифікацією одного кільця Cp: Ni(C5H5)2 + 4 PF3 → Ni(PF3)4 + органічні продукти
Реакція з вторинними фосфінами відбувається за подібною схемою: 2 Ni(C5H5)2 + 2 PPh2H → [Ni2(PPh2)2(C5H5)2] + 2 C5H6
Нікелоцен може бути окиснений до відповідного катіона, який містить Ni(III).
Газоподібний Ni(C5H5)2 при контакті з гарячою поверхнею розкладається до нікелевого дзеркала, вивільняючи вуглеводневі ліганди у вигляді газоподібних побічних продуктів. Цей процес розглядався як спосіб отримання нікелевих плівок. Нікелоцен реагує з нітратною кислотою з утворенням – надзвичайно токсичної нікельорганічної сполуки.
Примітки