金属有机化合物的合成化学课件

第十二章 金属有机化合物的合成化学金属有机化学金属有机化学非生命物质的化学现象生命物质的化学现象有机化学与无机化学的桥梁无机化学无机化学有机化学有机化学金属有机化学 “一一个个闪闪烁烁着着诺诺贝贝尔尔光光环环的的前前沿沿领领域域”金属有机化合物（Organometallic Compound）：金属与有机基团以金属和碳直接成键直接成键所得到的化合物。当金属与碳之间有氧，硫，氮等原子相隔时，无论该金属化合物多么像有机化合物，也不能称为金属有机化合物。有金属碳键存在的化合物不一定是金属有机化合物，如某些金属碳化物金属有机化学简史一部充满意外发现的历史：1760年，第一个元素有机化合物(CH3)4As2；1827年，第一个烯烃金属有机化合物NaPtCl3C2H4；1849年，二乙基锌(C2H5)2Zn “收获最多的失败”；1951年，著名的“夹心饼干”二茂铁(C5H5)2Fe 金属有机化学飞速发展的契机，“金属有机化学新纪元的开端”；1977年，催化合成导电高分子 聚乙炔（2000年Nobel化学奖）。元素有机化合物元素有机化合物金属有机化合物金属有机化合物非金属有机化合物非金属有机化合物半金属有机化合物半金属有机化合物主族金属有机化合物主族金属有机化合物过渡金属有机化合物过渡金属有机化合物1 主族金属有机化合物1.金属碳键的键长和共价半径；2.MC键能；3.平均键能E(MC)随原子序数增加而降低；4.具有离子键的化合物；5.多中心键化合物（缺电子键）；6.对水和空气的稳定性。化合物对水和空气的稳定性1.2 主族金属有机化合物的合成方法主族金属和碳键的形成氧化加成交换反应插入反应消除反应直接合成法金属+有机卤化物：反应实例：金属转移法金属+金属有机化合物：反应实例：弱放热或吸热反应金属交换反应金属有机化合物+金属有机化合物：反应实例：复分解反应金属有机化合物+金属卤化物：反应实例：金属卤化物交换金属有机化合物+芳基卤化物：其中，M=Li，X=I,Br；反应实例：金属化金属有机化合物+CH酸：反应实例：汞金属化汞盐+CH酸：在非芳香底物情况下，只限制在高CH酸性的炔化物，羰基化物，硝化物，卤化物，氰化物等等。催化汞化反应：金属氢化金属氢化物+烯、炔烃：反应实例：加成倾向：Si-H Ge-H Sn-H 133.3 Pa）；2.在典型的生长温度下必须分解；3.易于合成和提纯；4.毒性较小，价格适中。通常优先考虑具有最高蒸气压的烷基化合物。蒸气压：lg P=B A/T氮化镓的制备GaN：蓝光二极管（中村修二），“永久照明灯具”蓝色LED（Light Emitting Diode）：SiC（发光效率低，亮度差）ZnSe，ZnS（难于获得低电阻P型晶体）GaNGaN制备方法：双流金属有机物化学气相沉积（Two Flow MOCVD）节电节电80寿命寿命104 105h蓝色蓝色LED：主波：主波470nm；纯绿色纯绿色LED（改变（改变In含量）：含量）：525nm；红色红色LED（GaAlAs/AlInGaP）：）：615 625nm镓源的选择镓源的选择对于生长性质和器件性能起决定性作用。三甲基系三甲基系III族化合物族化合物：具有更高的蒸气压，能够得到较快的反应速度，尤其适用于常压MOCVD；三乙基系三乙基系III族化合物族化合物：在常压MOCVD中，由于不很稳定，容易生成聚合物，降低反应速率，导致非均匀生长，但在低压MOCVD中产物性能具有优势。Saxler，Northwest University U.S.，TEGa源GaN优于TMGa源GaNMOCVD化合物半导体材料3.2 高温热分解制膜SnO2透明导电氧化物薄膜的制备 Sn源：Di-n-butyltin(IV)diacetate；溶剂：无水乙醇；制备方法：高温热分解（Spray Pyrolysis Deposition，SPD）；优势：1.反应温度低；2.晶格取向规则，薄膜透光率高；3.工艺过程简化，成本低廉。透明导电氧化物薄膜的应用透明导电氧化物薄膜透明导电氧化物薄膜应用应用：液晶显示器；太阳电池透明电极；电致变色器件；防霜玻璃；太阳能集热器选择性透过膜；红外屏蔽膜，等等。氧化铟锡（ITO）高温下性能劣化氟氧化锡（FTO）