Цианат - Cyanate

Не путать с греметь.
Модель заполнения пространства цианат-аниона.

Цианат является анион с структурная формула [O = C = N]−, обычно пишется OCN−. Это также относится к любой соли, содержащей его, такой как цианат аммония.

Это изомер из изоцианат анион, и гораздо менее стабильный греметь анион [C−≡N+O]− и нитрилоксидная группа [C≡N+−O]−.[1]

А цианатный эфир представляет собой органическое соединение, содержащее цианатную группу.

Цианат-ион является амбидентатный лиганд, образуя комплексы с ионом металла, в которых либо атом азота, либо атом кислорода может быть донором электронной пары. Он также может действовать как мостиковый лиганд.

Цианат-ион

Три атома цианат-иона лежат на прямой линии, что придает иону линейную структуру. В электронная структура проще всего описывается как

: Ö̤ − C≡N:

с одинарной связью C-O и тройной связью C≡N. В инфракрасный спектр цианатной соли имеет полосу на уровне прибл. 2096 см−1; такая высокая частота характерна для тройная связь.[2] Цианат-ион представляет собой База Льюиса. И атомы кислорода, и азота несут одинокая пара электронов и один или другой, или оба могут быть подарены Кислота Льюиса акцепторы. Его можно охарактеризовать как амбидентатный лиганд.

Цианатные соли

Цианат натрия изоструктурен натрию греметь, подтверждающий линейную структуру цианат-иона.[3] Производится промышленным способом путем нагревания смеси карбонат натрия и мочевина.[4]

Na2CO3 + 2 OC (NH2)2 → 2 NaNCO + CO2 + 2 NH3 + H2О

Подобная реакция используется для того, чтобы цианат калия. Цианаты производятся, когда цианиды окисляются. Этот факт используется в процессах дезактивации цианидов, где окислители, такие как перманганат и пероксид водорода используются для преобразования токсичного цианида в более безопасный цианат.

Комплексы с цианат-ионом

Цианат - это амбидентатный лиганд который может отдавать пару электронов на атоме азота или атоме кислорода, или на обоих. Структурно изомеры можно различить по геометрии комплекса. В N-связанными цианатными комплексами звено M-NCO иногда имеет линейную структуру, но с О-связанный цианат звено M-O-C искривлено. Таким образом, цианато-комплекс серебра [Ag (NCO)2]−, имеет линейную структуру, как показано Рентгеновская кристаллография.[5] Однако кристаллическая структура цианат серебра показаны зигзагообразные цепочки атомов азота и серебра.[6] Также существует структура

   NCO /  Ni Ni  / OCN

в котором группа Ni-N-C изогнута.[5]

ИК-спектроскопия широко используется для различения изомеров. Многие комплексы двухвалентный металлы N-бонд. О-связание было предложено для комплексов типа [M (OCN)6]п−, M = Mo (III), Re (IV) и Re (V). Желтый комплекс Rh (PPh3)3(NCO) и оранжевый комплекс Rh (PPh3)3(OCN) являются изомеры связи и показать различия в их инфракрасных спектрах, которые можно использовать для диагностики (PPh3 означает трифенилфосфин ).[7]

Цианат-ион может образовывать мостик между двумя атомами металла, используя оба своих донорных атома. Например, такая структура встречается в соединении [Ni2(Унтер-офицер)2(en )2][BPh4 ]2. В этом соединении как элемент Ni-N-C, так и элемент Ni-O-C изогнуты, хотя в первом случае донорство происходит через атом азота.[8]

Цианат в органических соединениях

Органические соединения которые содержат функциональная группа −N = C = O известны как изоцианаты. Это принято в органическая химия записать изоцианаты с двумя двойными связями, что согласуется с упрощенным теория валентной связи склеивания. В нуклеофильное замещение В реакциях цианат обычно образует изоцианат. Изоцианаты широко используются при производстве полиуретан[9] продукты и пестициды; метилизоцианат, используемый для производства пестицидов, был основным фактором Бхопальская катастрофа.

Соединения, содержащие группу -O-C≡N, известны как цианаты или цианатные эфиры. Арил цианаты, такие как фенилцианат, C6ЧАС5OCN, может образовываться реакцией фенол с цианоген хлорид, ClCN, в присутствии основания.

Рекомендации

  1. ^ Уильям Р. Мартин и Дэвид В. Болл (2019): «Маленькие органические фульминаты как высокоэнергетические материалы. Фульминаты ацетилена, этилена и аллена». Журнал энергетических материалов, том 31, выпуск 7, страницы 70-79. Дои:10.1080/07370652.2018.1531089
  2. ^ Накамото, Часть A, стр. 171
  3. ^ Уэллс, стр.722.
  4. ^ Гринвуд, стр. 324
  5. ^ а б Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 325. ISBN  978-0-08-037941-8. (нажмите здесь }
  6. ^ Д. Бриттон, Дж. Д. Дуниц: Кристаллическая структура цианата серебра, Acta Crystallogr. (1965). 18, 424-428, Дои:10.1107 / S0365110X65000944
  7. ^ Накамото, Часть B, стр. 121–123.
  8. ^ Гринвуд, Таблица 8.9
  9. ^ Сеймур, Раймонд Б.; Кауфман, Джордж Б. (1992). «Полиуретаны: класс современных универсальных материалов». J. Chem. Educ. 69: 909. Bibcode:1992JChEd..69..909S. Дои:10.1021 / ed069p909.

внешняя ссылка

Библиография

  • Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  • Накамото, К. (1997). Инфракрасные и рамановские спектры неорганических и координационных соединений. Часть А (5-е изд.). Вайли. ISBN  0-471-16394-5.
  • Накамото, К. (1997). Инфракрасные и рамановские спектры неорганических и координационных соединений. Часть B (5-е изд.). Вайли. ISBN  0-471-16392-9.
  • Уэллс, А.Ф. (1962). Структурная неорганическая химия (3-е изд.). Оксфорд: Clarendon Press. ISBN  0-19-855125-8.