Тетракарбонил никеля⁠⁠

В прошлом после была представлена общая информация о карбонильных комплексах, а начать рассматривать конкретные соединения стоит, пожалуй, с тетракарбонила никеля.

Прежде всего, именно это вещество является первым полученным чистым карбонилом металла. Оно было открыто английским химиком Людвигом Мондом в ходе исследований, проводившихся в 1890-х годах. Учёный обнаружил, что в процессе обработки порошка металлического никеля угарным газом, с поверхности металла выделяется другой бесцветный газ, окрашивающий пламя горелки в зелёный цвет, а при нагревании в стеклянной трубке, он покрывал её стенки слоем чистейшего никеля.

Сконденсировав полученный газ в жидкость, удалось определить и состав этого вещества. Барон Кельвин (президент Лондонского королевского общества и физик в честь которого названа шкала температур) впоследствии отметил значимость открытия Монда фразой, что этим он «дал металлам крылья».

В чистом виде этот комплекс металла и монооксида углерода представляет из себя прозрачную летучую жидкость, которая застывает при -17.2 °С, закипает при 42.2 °С и разлагается на составляющие при нагревании до 180 °С в среде без доступа кислорода. На воздухе она способна разлагаться на никель и углекислый газ уже при 36 °С, однако при концентрации паров в более 4% и температуре выше 60 °С происходит самовоспламенение вещества, сопровождающееся взрывом.

Также тетракарбонил никеля не смешивается с водой, но растворяется во многих органических растворителях и реагирует с кислотами, разлагаясь соответственно на соль и углекислый газ, а при взаимодействии с сильными восстановителями могут образовываться кластерные анионы со сложной структурой.

Сейчас установлено, что оптимальная скорость реакции для образования Ni(CO)4 достигается в бескислородной среде при температуре 130 °С. Таким образом это единственный карбонильный комплекс, который можно получить напрямую из металла при атмосферном давлении.

У него существует несколько сфер применения, но важнейшей является катализ в органической химии. В частности, благодаря тетракарбонилу никеля удаётся промышленный синтез карбоновых кислот (начиная с пропионовой) путём гидрокарбоксилирования алкенов, а также получение сложных эфиров акриловой кислоты из ацетилена и простых спиртов.

Другой областью является очистка никеля, который формируя с угарным газом данный комплекс разлагается обратно до мелкодисперсных частиц металла, чистотой не менее 99,99%.

Благодаря этому также может проводиться никелирование различных поверхностей; даже слой толщиной в 125 мкм способен предохранять основной материал от воздействия промышленных газов и растворов. Чаще, однако, используют более простой гальванический способ покрытия никелем, поскольку карбонильный комплекс редкое и чрезвычайно опасное соединение, о чём писал ещё Монд.

Предусмотрительность учёного, получившего доселе неизвестное вещество вызывает лишь восхищение, поскольку синтез проводился в закрытой системе.

Тетракарбонил никеля одно из самых токсичных неорганических соединений — процент содержание паров в воздухе, при которой погибает половина подопытных экземпляров составляет 0.0003%. Люди, которые случайно подвергались воздействию этого соединения описывали его запах, как затхлый и похожий на кирпичную пыль, однако его порог восприятия человеком в 2 раза больше вышеуказанной концентрации. Опасность главным образом представляет токсичный никель, способный в виде паров карбонильного комплекса попадать в организм человека даже через кожу.

Однако во многих сферах это вещество является по прежнему незаменимым реагентом, который в руках профессионалов используется исключительно во благо человечества.

Подобные и прочие посты также на странице ВК: https://vk.com/mircenall