मैग्नेसोसीन: Difference between revisions
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मैग्नेसोसीन, जिसे | मैग्नेसोसीन, जिसे bis (cyclopentadienyl)magnesium(II) के रूप में भी जाना जाता है और कभी-कभी MgCp<sub>2</sub> के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, एक ऑर्गोमेटेलिक यौगिक है जिसका सूत्र Mg(η<sup>5</sup>-C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>. यह एक s-block [[ मुख्य-समूह तत्व ]] [[ सैंडविच यौगिक ]] का एक उदाहरण है, जो संरचनात्मक रूप से d-block तत्व [[ मेटालोसीन ]] से संबंधित है, और इसमें दो [[ साइक्लोपेंटैडिएनिल कॉम्प्लेक्स ]] के छल्ले के बीच एक केंद्रीय [[ मैग्नीशियम ]] परमाणु सैंडविच होता है। | ||
== गुण == | == गुण == | ||
मैग्नेसीन कमरे के तापमान पर एक सफेद ठोस है।<ref name="Barber 1960">{{Citation|last1=Barber|first1=W. A.|title=Magnesium Cyclopentadienide|date=1960|work=Inorganic Syntheses|pages=11–15|publisher=John Wiley & Sons, Ltd|doi=10.1002/9780470132371.ch5|isbn=9780470132371|last2=Jolly|first2=William L.}}</ref> इसका गलनांक 176 | मैग्नेसीन कमरे के तापमान पर एक सफेद ठोस है।<ref name="Barber 1960">{{Citation|last1=Barber|first1=W. A.|title=Magnesium Cyclopentadienide|date=1960|work=Inorganic Syntheses|pages=11–15|publisher=John Wiley & Sons, Ltd|doi=10.1002/9780470132371.ch5|isbn=9780470132371|last2=Jolly|first2=William L.}}</ref> इसका गलनांक 176 °C होता है, हालांकि वायुमंडलीय दबाव में यह 100 °C पर उर्ध्वपातित हो जाता है।<ref name="Barber 1960" />[[ फेरोसीन ]] के विपरीत, मैग्नेसीन ध्रुवीय, इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले विलायक (जैसे ईथर और THF) में मामूली पृथक्करण और बाद में आयन संघ को प्रदर्शित करता है।<ref name="Schwarz 2016">{{Cite journal|last1=Schwarz|first1=Rainer|last2=Pejic|first2=Marijana|last3=Fischer|first3=Philipp|last4=Marinaro|first4=Mario|last5=Jörissen|first5=Ludwig|last6=Wachtler|first6=Mario|date=2016-11-21|title=मैग्नेसीन-आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स: मैग्नीशियम बैटरियों के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स का एक नया वर्ग|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=55|issue=48|pages=14958–14962|doi=10.1002/anie.201606448|pmid=27791301|issn=1521-3773}}</ref> | ||
:< | :<chem>MgCp2 <=> MgCp+ + Cp-</chem> | ||
:<chem>MgCp2 + MgCp+ <=> MgCp3+</chem> | |||
:< | :<chem>MgCp2 + Cp- <=> MgCp3-</chem> | ||
:<chem>MgCp2 + Cp- <=> MgCp3-</chem> | |||
जबकि फेरोसीन परिवेशी परिस्थितियों में स्थिर होता है, ऑक्सीजन या नमी के संपर्क में आने पर मैग्नेसोसीन तेजी से विघटित हो जाता है, और इस तरह संश्लेषित और निष्क्रिय परिस्थितियों में संग्रहित किया जाना चाहिए।<ref>{{Cite journal|last=Barber|first=W. A.|date=1957-01-01|title=मैग्नीशियम cyclopentadienide की एक नई तैयारी|journal=Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry|volume=4|issue=5–6|pages=373–374|doi=10.1016/0022-1902(57)80026-8|issn=0022-1902}}</ref> | जबकि फेरोसीन परिवेशी परिस्थितियों में स्थिर होता है, ऑक्सीजन या नमी के संपर्क में आने पर मैग्नेसोसीन तेजी से विघटित हो जाता है, और इस तरह संश्लेषित और निष्क्रिय परिस्थितियों में संग्रहित किया जाना चाहिए।<ref>{{Cite journal|last=Barber|first=W. A.|date=1957-01-01|title=मैग्नीशियम cyclopentadienide की एक नई तैयारी|journal=Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry|volume=4|issue=5–6|pages=373–374|doi=10.1016/0022-1902(57)80026-8|issn=0022-1902}}</ref> | ||
== संरचना और संबंध == | == संरचना और संबंध == | ||
जैसा कि [[ एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी ]] | जैसा कि [[ एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी ]] शोधन से पता चलता है, ठोस-चरण मैग्नेसोसीन क्रमशः 2.30 Å और 1.39 Å की औसत Mg-C और CC बॉन्ड दूरी प्रदर्शित करता है, और Cp छल्ला एक कंपित संरचना (बिंदु समूह D<sub>5d</sub>) को अपनाते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Bünder|first1=W.|last2=Weiss|first2=E.|date=1975-06-10|title=डाइसाइक्लोपेंटाडिएनिलमैग्नेशियम की क्रिस्टल संरचना का शोधन, (η5-C5H5)2Mg|journal=Journal of Organometallic Chemistry|volume=92|issue=1|pages=1–6|doi=10.1016/S0022-328X(00)91094-5|issn=0022-328X}}</ref> गैस-चरण [[ इलेक्ट्रॉन विवर्तन ]] ने समान बंधन लंबाई दिखाई है, यद्यपि एक ग्रहण किए गए विरूपण (बिंदु समूह D<sub>5h</sub>) में Cp छल्ले के साथ।<ref name="Starowieyski 1974">{{Cite journal|last1=Starowieyski|first1=Kazimir B.|last2=Brunvoll|first2=Jon|last3=Novak|first3=David P.|last4=Lusztyk|first4=Janusz|last5=Haaland|first5=Arne|date=1974-01-01|title=गैस-चरण इलेक्ट्रॉन विवर्तन द्वारा डाइसाइक्लोपेंटैडिएनिलमैग्नेशियम और डाइसाइक्लोपेंटैडिएनिलक्रोमियम की आणविक संरचनाएं|journal=Journal of the Chemical Society, Chemical Communications|issue=2|pages=54–55|doi=10.1039/C39740000054|issn=0022-4936}}</ref><ref name="Haaland 1975">{{Cite journal|last1=Haaland|first1=A.|last2=Lusztyk|first2=J.|last3=Brunvoll|first3=J.|last4=Starowieyski|first4=K. B.|date=1975-02-11|title=डाइसाइक्लोपेंटैडिएनिलमैग्नेशियम की आणविक संरचना पर|journal=Journal of Organometallic Chemistry|volume=85|issue=3|pages=279–285|doi=10.1016/S0022-328X(00)80301-0|issn=0022-328X}}</ref> | ||
Mg-Cp आबंधन की प्रकृति पर इस बात को लेकर गर्मागर्म बहस हुई है कि क्या | |||
Mg-Cp आबंधन की प्रकृति पर इस बात को लेकर गर्मागर्म बहस हुई है कि क्या बातचीत प्राथमिक रूप से [[ आयन | आयन]] निक<ref>{{Cite journal|last1=Cotton|first1=F. A.|last2=Reynolds|first2=L. T.|date=January 1958|title=साइक्लोपेंटैडिएनिलेथेलियम और बिस-साइक्लोपेंटैडिएनिलमैग्नेशियम की संरचना और बंधन|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=80|issue=2|pages=269–273|doi=10.1021/ja01535a004|issn=0002-7863}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Aleksanyan|first1=V. T.|last2=Garbuzova|first2=I. A.|last3=Gavrilenko|first3=V. V.|last4=Zakharkin|first4=L. I.|date=1977-04-12|title=वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा और बीआईएस की संरचना (साइक्लोपेंटैडिएनिल) मैग्नीशियम|journal=Journal of Organometallic Chemistry|volume=129|issue=2|pages=139–143|doi=10.1016/S0022-328X(00)92483-5|issn=0022-328X}}</ref> या [[ सहसंयोजक बंधन | सहसंयोजक बंधन]] <ref name="Starowieyski 1974" /><ref name="Haaland 1975" /><ref>{{Cite journal|last1=Lippincott|first1=Ellis R.|last2=Xavier|first2=J.|last3=Steele|first3=D.|date=1961-05-01|title=वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा और बिस-साइक्लोपेंटैडिएनिलमैग्नेशियम की संरचना|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=83|issue=10|pages=2262–2266|doi=10.1021/ja01471a011|issn=0002-7863}}</ref> चरित्र में। सहसंयोजक नमूना के लिए बहस करने के लिए गैस-चरण इलेक्ट्रॉन विवर्तन मापन का आह्वान किया गया है, जबकि [[ अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी | अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी]] माप ने दोनों के लिए सबूत पेश किए हैं। | |||
हार्ट्री-फॉक गणनाओं से पता चला है कि, [[ संक्रमण धातु | संक्रमण धातु]] मेटालोसीन के विपरीत, Mg 3d ऑर्बिटल्स मेटल-छल्ला संबंध में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं; इसके बजाय, Cp π प्रणाली के साथ अनुकूल बंधन अंतःक्रियाएं दो 3s इलेक्ट्रॉनों को 3p<sub>x,y</sub> कक्षक में बढ़ावा देकर पूरा किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Faegri Jr.|first1=K.|last2=Almlöf|first2=J.|last3=Lüth|first3=H. P.|date=1983-06-28|title=मैग्नेसीन की ज्यामिति और बंधन। एक एबी-आरंभिक एमओ-एलसीएओ जांच|journal=Journal of Organometallic Chemistry|volume=249|issue=2|pages=303–313|doi=10.1016/S0022-328X(00)99429-4|issn=0022-328X}}</ref> आगे स्थिरीकरण Cp वलय से Mg 3s कक्षीय में बैक-डोनेशन द्वारा वहन किया जाता है। इस तरह की बातचीत में फेरोसिन की तुलना में कम डिग्री के कक्षीय ओवरलैप का वहन करती है, जिसके परिणामस्वरूप तुलनात्मक रूप से कमजोर धातु-अंगूठी बंधन और Mg पर काफी उच्च प्रभावी स्थानीय आवेश होता है। एक आयनिक बंधन मॉडल के पक्ष में प्रायोगिक साक्ष्य इस प्रकार बहुत कमजोर, अत्यधिक ध्रुवीय Mg-Cp अन्योन्यक्रियाओं द्वारा समझाया जा सकता है। इस बंधन मोड की कमजोर प्रकृति फेरोसिन की तुलना में मैग्नेसीन की सापेक्ष अस्थिरता और जोरदार प्रतिक्रियाशीलता के लिए जिम्मेदार है। | |||
== संश्लेषण == | == संश्लेषण == | ||
=== उच्च तापमान संश्लेषण === | === उच्च तापमान संश्लेषण === | ||
1954 में एफ.ए. कॉटन और जेफ्री विल्किंसन द्वारा रिपोर्ट किए गए मैग्नेसोसीन के पहले संश्लेषण में साइक्लोपेंटैडिएनिल ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक का थर्मल अपघटन शामिल था।<ref>Wilkinson, G.; Cotton, F. A. (1954). ''Chemistry & Industry'' (''London''). '''11''': 307.</ref> डब्ल्यू ए बार्बर द्वारा इसी तरह की एक प्रक्रिया की पेशकश की गई थी जिसमें साइक्लोपेंटैडीन 500-600 °C पर ठोस मैग्नीशियम के साथ सीधे प्रतिक्रिया दी जाती है।<ref name="Barber 1960" />पानी और ऑक्सीजन मुक्त परिस्थितियों में, ताजा डिस्टिल्ड मोनोमेरिक साइक्लोपेंटैडीन को एक ट्यूब फर्नेस के माध्यम से एक निष्क्रिय वाहक गैस (जैसे [[ हीलियम]],[[ आर्गन]], या [[नाइट्रोजन]]) द्वारा निर्देशित किया जाता है और मैग्नीशियम टर्निंग या पाउडर से गुजरता है। भट्ठी के निकास छोर से पहले ठंडी सतहों पर मैग्नेसीन जमा होता है। इस प्रक्रिया का उत्पाद सामान्यतः ठीक माइक्रोक्रिस्टल का एक सफेद, भुलक्कड़ द्रव्यमान होता है, लेकिन तापमान और प्रवाह दर को समायोजित करके बड़े, रंगहीन एकल क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। यदि ठोस मैग्नेसीन की आवश्यकता नहीं है, तो प्राप्त करने वाले फ्लास्क को विलायक और समाधान में एकत्रित उत्पाद से भरा जा सकता है, जिसे बार्बर ने शुद्ध ठोस की तुलना में संभालने के लिए अधिक सुरक्षित बताया। | |||
:<chem>Mg + 2C5H6 ->[{500-600°C}] Mg(C5H5)2 +H2 | |||
</chem> | |||
यह प्रक्रिया आदर्श परिस्थितियों में हर दो मिनट में एक ग्राम उत्पाद का उत्पादन करने में सक्षम है, और यह कि एक ऊर्ध्वाधर | यह प्रक्रिया आदर्श परिस्थितियों में हर दो मिनट में एक ग्राम उत्पाद का उत्पादन करने में सक्षम है, और यह कि एक ऊर्ध्वाधर व्यवस्था के साथ (जिसमें साइक्लोपेंटैडीन को नीचे की ओर निर्देशित किया जाता है और उत्पाद नीचे एकत्र किया जाता है) लगभग शुद्ध उत्पाद> 80% उपज पर प्राप्त किया जा सकता है (साइक्लोपेंटैडीन द्वारा) उत्पाद संचय द्वारा गैस प्रवाह प्रतिबंध के कारण, उत्पाद की शुद्धता की कीमत पर एक क्षैतिज व्यवस्था संभव दिखाया गया था। | ||
=== तरल चरण के तरीके === | === तरल चरण के तरीके === | ||
THF में मैग्नीशियम टर्निंग से साइक्लोपेंटैडिएनिलिटेनियम ट्राइक्लोराइड (CpTiCl | THF में मैग्नीशियम टर्निंग से हल्की परिस्थितियों में साइक्लोपेंटैडिएनिलिटेनियम ट्राइक्लोराइड (CpTiCl<sub>3</sub>) के उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने से मैग्नोसिन का उत्पादन किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|last=Saito|first=Taro|date=1971-01-01|title=टाइटेनियम जटिल उत्प्रेरक के माध्यम से बिससाइक्लोपेंटैडिएनिलमैग्नेशियम की तैयारी|journal=Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications|issue=22|pages=1422|doi=10.1039/C29710001422|issn=0577-6171}}</ref> मास्लेनिकोव एट अल। बाद में Cp<sub>2</sub>TiCl<sub>2</sub>, TiCl<sub>3</sub>, TiCl<sub>4</sub>, और VCl<sub>3</sub><ref name="Maslennikov 2001">{{Cite journal|last1=Maslennikov|first1=Stanislav V.|last2=Ignatyev|first2=Roman A.|last3=Piskounov|first3=Alexandr V.|last4=Spirina|first4=Irina V.|date=2001-03-01|title=टाइटेनियम और वैनेडियम डेरिवेटिव द्वारा उत्प्रेरित मैग्नीशियम डाइसाइक्लोपेंटैडाइनाइड का संश्लेषण|journal=Applied Organometallic Chemistry|volume=15|issue=3|pages=161–168|doi=10.1002/aoc.115|issn=1099-0739}}</ref> के साथ समान उत्प्रेरक गतिविधि दिखाई दी। तंत्र, जैसा कि [[ इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद ]] द्वारा दिखाया गया है, एक Cp<sub>2</sub>TiH<sub>2</sub>MgCl मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ता है।<ref name="Maslennikov 2001" /> तात्विक मैग्नीशियम से मैग्नेसोसीन का निर्माण THF में उत्प्रेरक के बिना नहीं देखा गया है।<ref name="Maslennikov 2001" /> डायथाइल ईथर, डिग्लीमे, या बेंजीन के साथ THF को प्रतिस्थापित करने का प्रयास केवल साइक्लोपेंटैडिएन के पोलीमराइजेशन में हुआ।<ref name="Maslennikov 2001" /> | ||
:[[File:New THF Graphic.svg|frameकम|539x539px]]मैग्नेसीन और उसके डेरिवेटिव का संश्लेषण भी [[ हाइड्रोकार्बन ]] सॉल्वैंट्स में किया गया है, जैसे कि हेप्टेन, | :[[File:New THF Graphic.svg|frameकम|539x539px]] | ||
:मैग्नेसीन और उसके डेरिवेटिव का संश्लेषण भी [[ हाइड्रोकार्बन | हाइड्रोकार्बन]] सॉल्वैंट्स में किया गया है, जैसे कि हेप्टेन, Cp and (<sup>n</sup>Bu)(<sup>s</sup>Bu)Mg<ref name="Dzhemilev 1991">{{Cite journal|last1=Dzhemilev|first1=U. M.|last2=Ibragimov|first2=A. G.|last3=Tolstikov|first3=G. A.|date=1991-03-26|title=1,3-डायन से प्राप्त "गैर-ग्रिग्नार्ड" ऑर्गेनोमैग्नेशियम अभिकर्मकों का संश्लेषण और परिवर्तन|journal=Journal of Organometallic Chemistry|volume=406|issue=1–2|pages=1–47|doi=10.1016/0022-328X(91)83169-5|issn=0022-328X}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Eisch|first1=J. J.|last2=Sanchez|first2=R.|date=1985-12-03|title=इलेक्ट्रोफिलिक, दाता-मुक्त एल्किलमैग्नेशियम यौगिकों के साथ कार्बन ब्रोन्स्टेड एसिड का आसान आवर्धन|journal=Journal of Organometallic Chemistry|volume=296|issue=3|pages=c27–c31|doi=10.1016/0022-328X(85)80378-8|issn=0022-328X}}</ref> | |||
:[[File:Heptane Synthesis.svg|frameकम|460x460px]] | :[[File:Heptane Synthesis.svg|frameकम|460x460px]] | ||
:85% की अंतिम मैग्नेसोसीन उपज के साथ Mg-Al एल्किल परिसरों द्वारा साइक्लोपेंटैडिएन का धातुकरण भी पूरा किया जा सकता है।<ref name="Dzhemilev 1991" /> | |||
:[[File:Complex synthesis.svg|frameकम|710x710px]] | :[[File:Complex synthesis.svg|frameकम|710x710px]] | ||
== प्रतिक्रियाशीलता और संभावित अनुप्रयोग == | == प्रतिक्रियाशीलता और संभावित अनुप्रयोग == | ||
[[File:Magnesium bis-cyclopentadienyl bottle.jpg|180px|thumb|right|MgCp | [[File:Magnesium bis-cyclopentadienyl bottle.jpg|180px|thumb|right|MgCp<sub>2</sub> युक्त स्टेनलेस बोतल]]मैग्नेशोसिन संक्रमण धातु मेटालोसीन की तैयारी में एक मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है:<ref>{{Cite journal|last1=Hull|first1=H. S.|last2=Reid|first2=Allen Forrest|last3=Turnbull|first3=Alan G.|date=1967-04-01|title=बीआईएस (साइक्लोपेंटैडिएनिल) मैग्नीशियम के गठन और बंधन ऊर्जा की गर्मी|journal=Inorganic Chemistry|volume=6|issue=4|pages=805–807|doi=10.1021/ic50050a032|issn=0020-1669}}</ref> | ||
:< | :<chem>MgCp2 + MCl2 -> MCp2 + MgCl2</chem> | ||
मैग्नेसोसीन भी THF में CpMgX अर्ध-सैंडविच यौगिक बनाने के लिए MgX<sub>2</sub> (X = halide) के साथ लिगैंड विनिमय प्रतिक्रियाओं से गुजरता है:<ref>{{Cite journal|last1=Ford|first1=Warren T.|last2=Grutzner|first2=John B.|date=1972-08-01|title=टेट्राहाइड्रोफुरान में साइक्लोपेंटैडिएनिलमैग्नेशियम यौगिकों के प्रोटॉन और कार्बन-13 परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रा|journal=The Journal of Organic Chemistry|volume=37|issue=16|pages=2561–2564|doi=10.1021/jo00981a009|issn=0022-3263}}</ref> | |||
:< | :<chem>MgCp2 + MgX2 <=> 2CpMgX</chem> | ||
परिणामी [[ आधा सैंडविच यौगिक ]] | परिणामी [[ आधा सैंडविच यौगिक ]]कार्बनिक हैलाइड्स से प्रतिस्थापित साइक्लोपेंटैडियन को संश्लेषित करने के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में काम कर सकते हैं।<ref name="Dzhemilev 1991" /> | ||
इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, रासायनिक वाष्प जमाव और [[ डोपिंग (अर्धचालक) ]] अनुप्रयोगों के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में अर्धचालक अनुसंधान के लिए मैग्नेसीन एक आकर्षक लक्ष्य है।<ref>{{Cite journal|last1=Lundberg|first1=Å|last2=Andersson|first2=S. G.|last3=Landgren|first3=G.|last4=Rask|first4=M.|date=1988-07-01|title=GaAs के मेटल-ऑर्गेनिक वाष्प चरण एपिटॉक्सी में बीआईएस- (साइक्लोपेंटैडिएनिल) -मैग्नीशियम का उपयोग करते हुए अचानक- टाइप डोपिंग ट्रांज़िशन|journal=Journal of Electronic Materials|volume=17|issue=4|pages=311–314|doi=10.1007/BF02652111|issn=1543-186X|bibcode=1988JEMat..17..311R|s2cid=97230793}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Kondo|first1=M.|last2=Anayama|first2=C.|last3=Sekiguchi|first3=H.|last4=Tanahashi|first4=T.|date=1994-08-01|title=GaAs और AlGaInP . के मेटलॉर्गिक वाष्प चरण एपिटॉक्सी के दौरान Mg-डोपिंग ट्रांज़िएंट|journal=Journal of Crystal Growth|volume=141|issue=1–2|pages=1–10|doi=10.1016/0022-0248(94)90085-X|issn=0022-0248|bibcode=1994JCrGr.141....1K}}</ref> | इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, रासायनिक वाष्प जमाव और [[ डोपिंग (अर्धचालक) ]] अनुप्रयोगों के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में अर्धचालक अनुसंधान के लिए मैग्नेसीन एक आकर्षक लक्ष्य है।<ref>{{Cite journal|last1=Lundberg|first1=Å|last2=Andersson|first2=S. G.|last3=Landgren|first3=G.|last4=Rask|first4=M.|date=1988-07-01|title=GaAs के मेटल-ऑर्गेनिक वाष्प चरण एपिटॉक्सी में बीआईएस- (साइक्लोपेंटैडिएनिल) -मैग्नीशियम का उपयोग करते हुए अचानक- टाइप डोपिंग ट्रांज़िशन|journal=Journal of Electronic Materials|volume=17|issue=4|pages=311–314|doi=10.1007/BF02652111|issn=1543-186X|bibcode=1988JEMat..17..311R|s2cid=97230793}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Kondo|first1=M.|last2=Anayama|first2=C.|last3=Sekiguchi|first3=H.|last4=Tanahashi|first4=T.|date=1994-08-01|title=GaAs और AlGaInP . के मेटलॉर्गिक वाष्प चरण एपिटॉक्सी के दौरान Mg-डोपिंग ट्रांज़िएंट|journal=Journal of Crystal Growth|volume=141|issue=1–2|pages=1–10|doi=10.1016/0022-0248(94)90085-X|issn=0022-0248|bibcode=1994JCrGr.141....1K}}</ref> | ||
अगली पीढ़ी के मैग्नीशियम आयन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इसके संभावित उपयोग के लिए मैग्नेसीन की भी जांच की गई है।<ref name="Schwarz 2016" /> | अगली पीढ़ी के मैग्नीशियम आयन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इसके संभावित उपयोग के लिए मैग्नेसीन की भी जांच की गई है।<ref name="Schwarz 2016" /> | ||
==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
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Latest revision as of 15:03, 27 October 2023
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| Names | |
|---|---|
| IUPAC name
bis(η5-cyclopentadienyl)magnesium
| |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
|
|
| ChemSpider |
|
| EC Number |
|
PubChem CID
|
|
| |
| |
| Properties | |
| C10H10Mg | |
| Molar mass | 154.495 g·mol−1 |
| Hazards | |
| GHS labelling: | |
  
| |
| Danger | |
| H228, H250, H261, H314 | |
| P210, P231+P232, P280, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338+P310, P335+P334, P422 | |
| Safety data sheet (SDS) | External SDS |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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मैग्नेसोसीन, जिसे bis (cyclopentadienyl)magnesium(II) के रूप में भी जाना जाता है और कभी-कभी MgCp2 के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, एक ऑर्गोमेटेलिक यौगिक है जिसका सूत्र Mg(η5-C5H5)2. यह एक s-block मुख्य-समूह तत्व सैंडविच यौगिक का एक उदाहरण है, जो संरचनात्मक रूप से d-block तत्व मेटालोसीन से संबंधित है, और इसमें दो साइक्लोपेंटैडिएनिल कॉम्प्लेक्स के छल्ले के बीच एक केंद्रीय मैग्नीशियम परमाणु सैंडविच होता है।
गुण
मैग्नेसीन कमरे के तापमान पर एक सफेद ठोस है।[1] इसका गलनांक 176 °C होता है, हालांकि वायुमंडलीय दबाव में यह 100 °C पर उर्ध्वपातित हो जाता है।[1]फेरोसीन के विपरीत, मैग्नेसीन ध्रुवीय, इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले विलायक (जैसे ईथर और THF) में मामूली पृथक्करण और बाद में आयन संघ को प्रदर्शित करता है।[2]
जबकि फेरोसीन परिवेशी परिस्थितियों में स्थिर होता है, ऑक्सीजन या नमी के संपर्क में आने पर मैग्नेसोसीन तेजी से विघटित हो जाता है, और इस तरह संश्लेषित और निष्क्रिय परिस्थितियों में संग्रहित किया जाना चाहिए।[3]
संरचना और संबंध
जैसा कि एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी शोधन से पता चलता है, ठोस-चरण मैग्नेसोसीन क्रमशः 2.30 Å और 1.39 Å की औसत Mg-C और CC बॉन्ड दूरी प्रदर्शित करता है, और Cp छल्ला एक कंपित संरचना (बिंदु समूह D5d) को अपनाते हैं।[4] गैस-चरण इलेक्ट्रॉन विवर्तन ने समान बंधन लंबाई दिखाई है, यद्यपि एक ग्रहण किए गए विरूपण (बिंदु समूह D5h) में Cp छल्ले के साथ।[5][6]
Mg-Cp आबंधन की प्रकृति पर इस बात को लेकर गर्मागर्म बहस हुई है कि क्या बातचीत प्राथमिक रूप से आयन निक[7][8] या सहसंयोजक बंधन [5][6][9] चरित्र में। सहसंयोजक नमूना के लिए बहस करने के लिए गैस-चरण इलेक्ट्रॉन विवर्तन मापन का आह्वान किया गया है, जबकि अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी माप ने दोनों के लिए सबूत पेश किए हैं।
हार्ट्री-फॉक गणनाओं से पता चला है कि, संक्रमण धातु मेटालोसीन के विपरीत, Mg 3d ऑर्बिटल्स मेटल-छल्ला संबंध में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं; इसके बजाय, Cp π प्रणाली के साथ अनुकूल बंधन अंतःक्रियाएं दो 3s इलेक्ट्रॉनों को 3px,y कक्षक में बढ़ावा देकर पूरा किया जाता है।[10] आगे स्थिरीकरण Cp वलय से Mg 3s कक्षीय में बैक-डोनेशन द्वारा वहन किया जाता है। इस तरह की बातचीत में फेरोसिन की तुलना में कम डिग्री के कक्षीय ओवरलैप का वहन करती है, जिसके परिणामस्वरूप तुलनात्मक रूप से कमजोर धातु-अंगूठी बंधन और Mg पर काफी उच्च प्रभावी स्थानीय आवेश होता है। एक आयनिक बंधन मॉडल के पक्ष में प्रायोगिक साक्ष्य इस प्रकार बहुत कमजोर, अत्यधिक ध्रुवीय Mg-Cp अन्योन्यक्रियाओं द्वारा समझाया जा सकता है। इस बंधन मोड की कमजोर प्रकृति फेरोसिन की तुलना में मैग्नेसीन की सापेक्ष अस्थिरता और जोरदार प्रतिक्रियाशीलता के लिए जिम्मेदार है।
संश्लेषण
उच्च तापमान संश्लेषण
1954 में एफ.ए. कॉटन और जेफ्री विल्किंसन द्वारा रिपोर्ट किए गए मैग्नेसोसीन के पहले संश्लेषण में साइक्लोपेंटैडिएनिल ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक का थर्मल अपघटन शामिल था।[11] डब्ल्यू ए बार्बर द्वारा इसी तरह की एक प्रक्रिया की पेशकश की गई थी जिसमें साइक्लोपेंटैडीन 500-600 °C पर ठोस मैग्नीशियम के साथ सीधे प्रतिक्रिया दी जाती है।[1]पानी और ऑक्सीजन मुक्त परिस्थितियों में, ताजा डिस्टिल्ड मोनोमेरिक साइक्लोपेंटैडीन को एक ट्यूब फर्नेस के माध्यम से एक निष्क्रिय वाहक गैस (जैसे हीलियम,आर्गन, या नाइट्रोजन) द्वारा निर्देशित किया जाता है और मैग्नीशियम टर्निंग या पाउडर से गुजरता है। भट्ठी के निकास छोर से पहले ठंडी सतहों पर मैग्नेसीन जमा होता है। इस प्रक्रिया का उत्पाद सामान्यतः ठीक माइक्रोक्रिस्टल का एक सफेद, भुलक्कड़ द्रव्यमान होता है, लेकिन तापमान और प्रवाह दर को समायोजित करके बड़े, रंगहीन एकल क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। यदि ठोस मैग्नेसीन की आवश्यकता नहीं है, तो प्राप्त करने वाले फ्लास्क को विलायक और समाधान में एकत्रित उत्पाद से भरा जा सकता है, जिसे बार्बर ने शुद्ध ठोस की तुलना में संभालने के लिए अधिक सुरक्षित बताया।
यह प्रक्रिया आदर्श परिस्थितियों में हर दो मिनट में एक ग्राम उत्पाद का उत्पादन करने में सक्षम है, और यह कि एक ऊर्ध्वाधर व्यवस्था के साथ (जिसमें साइक्लोपेंटैडीन को नीचे की ओर निर्देशित किया जाता है और उत्पाद नीचे एकत्र किया जाता है) लगभग शुद्ध उत्पाद> 80% उपज पर प्राप्त किया जा सकता है (साइक्लोपेंटैडीन द्वारा) उत्पाद संचय द्वारा गैस प्रवाह प्रतिबंध के कारण, उत्पाद की शुद्धता की कीमत पर एक क्षैतिज व्यवस्था संभव दिखाया गया था।
तरल चरण के तरीके
THF में मैग्नीशियम टर्निंग से हल्की परिस्थितियों में साइक्लोपेंटैडिएनिलिटेनियम ट्राइक्लोराइड (CpTiCl3) के उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने से मैग्नोसिन का उत्पादन किया जा सकता है।[12] मास्लेनिकोव एट अल। बाद में Cp2TiCl2, TiCl3, TiCl4, और VCl3[13] के साथ समान उत्प्रेरक गतिविधि दिखाई दी। तंत्र, जैसा कि इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद द्वारा दिखाया गया है, एक Cp2TiH2MgCl मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ता है।[13] तात्विक मैग्नीशियम से मैग्नेसोसीन का निर्माण THF में उत्प्रेरक के बिना नहीं देखा गया है।[13] डायथाइल ईथर, डिग्लीमे, या बेंजीन के साथ THF को प्रतिस्थापित करने का प्रयास केवल साइक्लोपेंटैडिएन के पोलीमराइजेशन में हुआ।[13]
- मैग्नेसीन और उसके डेरिवेटिव का संश्लेषण भी हाइड्रोकार्बन सॉल्वैंट्स में किया गया है, जैसे कि हेप्टेन, Cp and (nBu)(sBu)Mg[14][15]
- 85% की अंतिम मैग्नेसोसीन उपज के साथ Mg-Al एल्किल परिसरों द्वारा साइक्लोपेंटैडिएन का धातुकरण भी पूरा किया जा सकता है।[14]
प्रतिक्रियाशीलता और संभावित अनुप्रयोग
मैग्नेशोसिन संक्रमण धातु मेटालोसीन की तैयारी में एक मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है:[16]
मैग्नेसोसीन भी THF में CpMgX अर्ध-सैंडविच यौगिक बनाने के लिए MgX2 (X = halide) के साथ लिगैंड विनिमय प्रतिक्रियाओं से गुजरता है:[17]
परिणामी आधा सैंडविच यौगिक कार्बनिक हैलाइड्स से प्रतिस्थापित साइक्लोपेंटैडियन को संश्लेषित करने के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में काम कर सकते हैं।[14]
इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, रासायनिक वाष्प जमाव और डोपिंग (अर्धचालक) अनुप्रयोगों के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में अर्धचालक अनुसंधान के लिए मैग्नेसीन एक आकर्षक लक्ष्य है।[18][19]
अगली पीढ़ी के मैग्नीशियम आयन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इसके संभावित उपयोग के लिए मैग्नेसीन की भी जांच की गई है।[2]
संदर्भ
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