關于金屬有機化學在各領域的應用研究

王剛

摘 要：隨著我國科學技術水平的不斷提高，金屬有機化學逐漸興起，該文的重點是探討碳-金屬鍵化合物的形成和作用。通過一系列的研究發(fā)現，這種物質的出現使各種有機金屬化合物的反應更具選擇性、溫和性和經濟性。同時，該物質在我國的應用已成為綠色合成和新材料合成的重要方法之一。本文從有機金屬化合物的組成和分類入手，闡述了有機金屬化合物在各個領域的應用。

關鍵詞：金屬有機化合物;金屬有機化學;應用

一、金屬有機化合物的組成

有機金屬化合物是由金屬和有機基團與碳直接結合形成的化合物。因此，當金屬和碳被氧、硫、氮和其它原子分離時，無論金屬化合物與有機化合物有多么相似，都不能稱為金屬有機化合物。金屬有機化學是一門交叉性有機化學和無機化學的分支學科，該學科主要研究含金屬離子的有機化合物的化學反應和合成。因此，它具有廣闊的發(fā)展前景和廣泛的應用前景。

有機金屬化合物是由碳原子和金屬原子直接連接的化合物，最早的金屬有機化合物，如格式試劑就是由碳原子和金屬原子直接相連組成的化合物，對于叔丁醇鉀和其他化合物來說，因為它們是與氧相連的金屬的化學結構，不屬于有機金屬化合物的模型時間。一般的金屬有機化合物，包括硫、硒、碲、硅、硼等具有金屬特性的非金屬均被認為是金屬。事實上，它們已經超越了經典有機金屬化合物的范疇。然而，由于元素有機化學和金屬有機化學之間不可分割的關系，將它們混合在一起不會引起太多的混亂。

二、金屬有機化學的分類

（一）金屬有機化合物的合成及其性質。研究人員在研究有機金屬化合物的合成和性質時，一般都是研究這些化合物的物理性質及其在材料和高分子科學中的應用。

（二）金屬有機合成化學。研究人員研究有機金屬化合物在合成中的應用時，他們的目的是探索各種有機物在有機合成中的作用，有機化合物的作用主要表現為催化性能。

三、金屬有機化學的發(fā)展前景

進入21世紀，環(huán)境保護已成為一個不可回避的話題。沉浸在工業(yè)生產發(fā)展中的人們意識到周圍生活環(huán)境的變化，意識到他們自己對環(huán)境的污染和破壞，也來越多的人已經意識到環(huán)境保護應該成為最重要的目標之一。材料化學是化學的一個分支，是當今的熱門課題，隨著科學技術的發(fā)展和進步，人們對材料的需求越來越高，并且越來越復雜。利用新型的有機化合物作為化學合成電子材料、光學材料和具有特殊性能的無機材料，是十分明智的選擇。同時，有機金屬化合物作為材料也是一個研究熱點，具有廣闊的應用前景。

以人工固氮和太陽能為主體，實現模擬生物功能的深度和可持續(xù)利用，是21世紀能源研究的熱點和前沿。這個過程的核心問題是模擬和應用自然界中植物所使用的酶和葉綠素來固定氮和轉換太陽能。大部分的酶和葉綠素是有機金屬化合物。

四、金屬有機化學在各領域的發(fā)展

在農業(yè)方面，美國、以色列、澳大利亞等國家等許多農業(yè)發(fā)達國家正在使用飛機進行農業(yè)微型醫(yī)藥和化肥的生產，其中農藥和化肥中廣泛用到了各種機金屬化學物質，在殺蟲劑和肥料中，有機肥料、汞和其他藥物被用來除草，有機化合物被用作殺蟲劑，這些有機金屬化合物具有高效、低副作用和廣泛的特點。

在工業(yè)領域中，一般情況下誰掌握著未來最輕的金屬化合物，誰就能掌握工業(yè)革命，這就是中國積極投資英國碳金屬研究的原因所在。在工業(yè)上，有機金屬化合物的地位是非常特殊的，在石油化工、高分子化工和煉油化工等工業(yè)中，有機金屬化合物作為保健劑得到了廣泛的應用。

金屬有機物在生命中也發(fā)揮著重要作用。例如，戊烯鐵最有前途的應用是在航空航天工業(yè)和固體，液體和氣體燃料可以作為節(jié)能添加劑，將戊烯鐵以千分之一比例添加到人體燃料中，可節(jié)省5-10%的能量，減少燃燒產生的30-70%煙，是一種很好的環(huán)保產品。

在二次能源方面，由于人們大量的使用地球各種資源，地球的煤炭和石油儲量被過度開發(fā)，預計到2020年，太陽能轉換器將提供全球能源需求的10-15%。而太陽能轉化為可儲存和運輸的化學能提供了有利的發(fā)展前景，燃料和化學材料可以從水和大氣中產生，水的光解可以產生氫、烴、一氧化碳、醇和其他產物，氫作為有前途的二次能源。它具有密度低、燃燒值高、無污染等優(yōu)點。目前最有希望的方法仍然是光解水，而金屬有機物作為光敏劑的一種，可以用于吸收光能，具有十分廣闊的應用前景。

五、總結

對我國目前的發(fā)展來說，有機化學的發(fā)展不僅具有重大的科學研究價值，而且對于我國研究合適的藥劑、開發(fā)新的能源等革命具有重要的意義。它還與世界上一系列最重要的科學研究主題密切相關，如新能源的開發(fā)、新的化學和反應、新的合成方法的研究、生命現象的本質的探索、抗癌藥物和其他特殊藥物的試制和環(huán)境保護等等等等。此外，近幾年來各個國家的原材料十分匱乏，如何開發(fā)新金屬已成為許多國家所要考慮的問題，因此在下一個金屬革命中，我國必須大力發(fā)展金屬有機化學，引領有機金屬化學的發(fā)展方向。

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