Получаются же триалкилалюминиевые соединения по способу, открытому Циглером в 1955 г, действием олефина и водорода на порошок алюминия:
IV группа: германий, олово, свинец (кремний неметалл, к его органическим производным мы еще вернемся). Все эти металлы четырехвалентны и, следовательно, могут присоединять четыре органических радикала. Наряду с алкилами может быть связан с металлом и галоген. Вот, например, набор соединений, содержащих атом олова, хлор и этил:
SnCl4, C2H5SnCl3, (C2H5)2SnCI2, (C2H5)3SnCI, (C2H5)4Sn
Оловоорганические соединения находят применение в практике стабилизируют пластмассы, служат для борьбы с грибковыми заболеваниями животных и растений. Но их известность меркнет по сравнению с популярностью ТЭС так сокращенно называют тетраэтилсвинец (C2H5)4Pb. В 1922 г. было найдено, что небольшие добавки тетраэтилсвинца к бензину резко улучшают его антидетонационные свойства. К великому сожалению, ТЭС чрезвычайно ядовитое соединение и, разумеется, применение его в автомобилях отнюдь не способствует очищению окружающей среды. Ему сейчас упорно ищут замену.
В V группе менделеевской таблицы находятся два непереходных металла сурьма и висмут. Для них также известны металлоорганические соединения, их довольно много и некоторые из них даже применяются как лекарственные препараты.
Теперь снова вернемся к началу периодической системы и рассмотрим по порядку органические производные неметаллов (кроме, разумеется, обычных для органики элементов азота, кислорода, серы, хлора, брома и йода).
О неорганическом бензоле и удивительных двадцатигранниках
Существуют, однако, и органические аналоги бороводородов, например простейший метилдиборан:
Борорганические соединения, как и бораны, выделяют при сгорании огромное количество тепла и поэтому представляют большой интерес для ракетной техники. Бор образует довольно необычные соединения с водородными мостиками, подобные метилдиборану. Этот элемент вообще склонен к экзотике.
В 1926 г. было получено необычное соединение шестичленный цикл с чередующимися атомами азота и бора. Похоже на бензол?
Действительно, свойства боразола так назвали
новое соединение удивительно похожи на свойства бензола. Боразол бесцветная жидкость с запахом ароматического соединения. Он кипит при 55 °С, горит, растворяет жиры и другие органические вещества. Получить боразол можно разными способами, например при реакции аммиака с дибораном В2Н6 или действуя борогидридом лития UBH4 на нашатырь NH4CI.
Далее. В 1963 г. под руководством профессора Л. И. Захаркина был осуществлен интереснейший синтез: из бороводорода и ацетилена был получен барен (впоследствии его назвали карбораном).
Барен (а точнее орто-карборан-10) состоит из 10 атомов бора и двух атомов углерода, образующих правильный двадцатигранник (икосаэдр). К каждому атому бора и углерода присоединен атом водорода. Помимо орто-карборана, в котором атомы углерода расположены рядом друг с другом, были получены мета- и пара-карбораны. Удивительна прочность всех этих соединений их можно нагревать до 600 °С, на них не действуют сильные окислители и кислоты. Это еще не все карбораны оказались ароматическими системами, атомы водорода при углероде ведут себя, подобно атомам водорода в бензоле.
Орто
Мета
Пара
А теперь
посчитайте валентность углерода и бора в этом соединении. Каждый атом связан с шестью другими. Не удивляйтесь. Мы еще столкнемся с соединениями, которые невозможно описать обычной классической теорией валентности.
Силикон каучук из кремнезема
Но вот в 30-х годах советский химик К. А. Андрианов решил: для того чтобы получать длинные и разнообразные молекулы, включающие атомы кремния, вовсе не обязательно, чтобы эти атомы были непосредственно связаны друг с другом. Такие соединения есть в природе, атомы кремния в них чередуются с атомами кислорода. Мы имеем в виду обычный речной песок кремнезем: каждый атом кремния соединен с четырьмя атомами кислорода, а каждый кислород держится за два кремния; в результате получается прочнейшая объемная сеть (на рисунке она двухмерная)
Стоит ли говорить о термической устойчивости кремнезема? Ведь именно из чистого кремнезема кварца изготавливают огнеупорную химическую посуду. Да и химические реагенты кварцу нипочем. Но есть у него один большой недостаток полное отсутствие пластичности, хрупкость, нерастворимость.
А что, если получить не объемную, а линейную молекулу, если синтезировать этакий гибрид кремнезема и обычного органического полимера? Андрианов предложил при построении новых полимеров взять за основу структуру кремнезема, т. е. цепь из чередующихся атомов кремния и кислорода, но изменить ее так, чтобы каждый атом кремния был связан с двумя кислородами и с двумя органическими радикалами:
Такие полимеры стали называть полиорганосилоксанами или силиконами. Получить их несложно. Сначала из кремния и алкилгалогенида готовят мономер диалкилдихлорсилан, например:
А дальше реакция гидролитической поликонденсации:
Вместо этила может быть метил, фенил, другие группировки, и, в зависимости от этого, будут получаться силиконы с разными свойствами. Но некоторые уникальные свойства присущи всем силиконовым полимерам.