Metal halides
મેટલ હેલાઈડ્સ એ ધાતુઓ અને હેલોજન વચ્ચેના સંયોજનો છે. કેટલાક, જેમ કે સોડિયમ ક્લોરાઇડ આયનીય હોય છે, જ્યારે અન્ય સહસંયોજક બંધ હોય છે. કેટલાક ધાતુના હેલાઈડ્સ અલગ અણુઓ છે, જેમ કે યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ, પરંતુ મોટાભાગના પેલેડિયમ ક્લોરાઇડ જેવા પોલિમરીક માળખાને અપનાવે છે. તૈયારી બધા હેલોજન ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને નીચેના સમીકરણ અનુસાર ધાતુના હેલાઇડ બનાવી શકે છેઃ 2M + nX2 → 2MXn જ્યાં M એ ધાતુ છે, X એ હેલોજન છે અને MXn એ ધાતુના હેલાઇડ છે. વ્યવહારમાં, આ પ્રકારની પ્રતિક્રિયા ખૂબ જ એક્ઝોથર્મિક હોઈ શકે છે, તેથી પ્રારંભિક તકનીક તરીકે અવ્યવહારુ છે. વધુમાં, ઘણી સંક્રમણ ધાતુઓ બહુવિધ ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓ અપનાવી શકે છે, જે બાબતોને જટિલ બનાવે છે. હેલોજન મજબૂત ઓક્સિડાઇઝર હોવાથી, તત્વોનું સીધું સંયોજન સામાન્ય રીતે અત્યંત ઓક્સિડાઇઝ્ડ મેટલ હેલાઇડ તરફ દોરી જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફેરિક ક્લોરાઇડ આ રીતે તૈયાર કરી શકાય છે, પરંતુ ફેરસ ક્લોરાઇડ તૈયાર કરી શકાતું નથી. ઊંચા હેલાઈડ્સને ગરમ કરવાથી નીચલા હેલાઈડ્સ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે; આ થર્મલ વિઘટન અથવા અપ્રમાણસરતા દ્વારા થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગોલ્ડ (III) ક્લોરાઇડથી ગોલ્ડ (I) ક્લોરાઇડઃ AuCl3 → AuCl + Cl2 160°C પર મેટલ હેલાઇડ્સ પણ મેટલ ઓક્સાઇડ, હાઇડ્રોક્સાઇડ અથવા કાર્બોનેટને યોગ્ય હેલોજન એસિડ સાથે તટસ્થ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથેઃ NaOH + HCl → NaCl + H2O પાણીને કેટલીકવાર ગરમી, શૂન્યાવકાશ અથવા નિર્જલ હાઇડ્રોહાલિક એસિડની હાજરી દ્વારા દૂર કરી શકાય છે. અન્ય સંકલન સંયોજનો તૈયાર કરવા માટે યોગ્ય નિર્જલ ધાતુના ક્લોરાઇડ્સને થિયોનિલ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નિર્જલીકૃત કરી શકાય છેઃ એમ. સી. એલ. એન. x. એચ. 2. ઓ. + x. એસ. ઓ. સી. એલ. 2. એમ. સી. એલ. એન. + x. એસ. ઓ. 2. + 2x. એચ. સી. એલ. ચાંદી અને થેલિયમ (I) કેટાયન દ્રાવણમાં હેલાઇડ આયન માટે ખૂબ જ આકર્ષણ ધરાવે છે, અને ધાતુના હેલાઇડ જલીય દ્રાવણમાંથી માત્રાત્મક રીતે અવક્ષેપિત થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા એટલી વિશ્વસનીય છે કે સિલ્વર નાઇટ્રેટનો ઉપયોગ હેલાઇડ આયનની હાજરી અને જથ્થાને ચકાસવા માટે થાય છે. બ્રોમાઈડ એનાયનો સાથે ચાંદીના કેટાયનની પ્રતિક્રિયાઃ એજી + (એ. ક્યુ.) + બીઆર-(એ. ક્યુ.) → એ. જી. બી. આર. (એસ.) કેટલાક ધાતુના હેલાઈડ્સ કાર્બન (કાર્બોથર્મલ ઘટાડો) ની હાજરીમાં હેલોજન સાથે ઓક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરી શકાય છેઃ માળખું અને પ્રતિક્રિયાશીલતા "આયોનિક" ધાતુના હેલાઈડ્સ (મુખ્યત્વે ક્ષાર અને ક્ષારયુક્ત પૃથ્વીની ધાતુઓ) ખૂબ ઊંચા ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ ધરાવે છે. તેઓ મુક્તપણે પાણીમાં ઓગળી જાય છે, અને કેટલાક નાજુક હોય છે. તેઓ સામાન્ય રીતે કાર્બનિક દ્રાવકોમાં નબળી રીતે દ્રાવ્ય હોય છે. કેટલીક ઓછી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સંક્રમણ ધાતુઓમાં હેલાઇડ હોય છે જે પાણીમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છે, જેમ કે ફેરસ ક્લોરાઇડ, નિકલસ ક્લોરાઇડ અને ક્યુપ્રિક ક્લોરાઇડ. ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ધરાવતા ધાતુના કેટાયન તેના બદલે હાઇડ્રોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે, દા. ત. ફેરિક ક્લોરાઇડ, એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ અને ટાઇટેનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ. અલગ ધાતુના હેલાઈડ્સમાં ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ ઓછા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટાઇટેનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ −25 °C પર પીગળી જાય છે અને 135 °C પર ઉકળે છે, જે તેને ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી બનાવે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ કાર્બનિક દ્રાવકમાં દ્રાવ્ય હોય છે. પોલિમરીક મેટલ હેલાઈડ્સમાં સામાન્ય રીતે ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ હોય છે જે મોનોમેરિક મેટલ હેલાઈડ્સ કરતા વધારે હોય છે, પરંતુ આયનીય મેટલ હેલાઈડ્સ કરતા ઓછા હોય છે. તેઓ માત્ર એક લિગાન્ડની હાજરીમાં દ્રાવ્ય હોય છે જે સ્વતંત્ર એકમોને મુક્ત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેલેડિયમ ક્લોરાઇડ પાણીમાં તદ્દન અદ્રાવ્ય છે, પરંતુ તે કેન્દ્રિત સોડિયમ ક્લોરાઇડ દ્રાવણમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છેઃ PdCl2 (s) + 2Cl− (aq) → PdCl42− (aq) પેલેડિયમ ક્લોરાઇડ મોટાભાગના કાર્બનિક દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય છે, પરંતુ તે એસિટોનિટ્રાઇલ અને બેન્ઝોનિટ્રાઇલ સાથે દ્રાવ્ય મોનોમેરિક એકમો બનાવે છેઃ [PdCl2] n + 2n CH3CN → n PdCl2 (CH3CN) 2 પ્રથમ હરોળની સંક્રમણ ધાતુઓના ચતુષ્ફલકીય ટેટ્રાહેલાઇડ્સ સમાન રીતે મેટલ હેલાઇડમાં ચતુર્થાંશ એમોનિયમ ક્લોરાઇડ ઉમેરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. તે હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ સાથે સૌથી મજબૂત જાણીતું એસિડ ફ્લોરોએન્ટિમોનિક એસિડ આપે છે. પ્રતિકૃતિ લેવિસ એસિડ તરીકે એન્ટિમોની પેન્ટાફ્લોરાઇડ, વિવિધ સંયોજનોની લેવિસ મૂળભૂતતાની તુલના કરવા માટે વપરાય છે. મૂળભૂતતાના આ માપને ગુટમેન દાતા સંખ્યા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. હેલાઇડ લિગાન્ડ્સ હેલાઇડ એ સંકલન રસાયણશાસ્ત્રમાં એક્સ-પ્રકારનાં લિગાન્ડ્સ છે. હેલાઈડ્સ સામાન્ય રીતે સારા σ-અને સારા π-દાતા હોય છે. આ લિગાન્ડ્સ સામાન્ય રીતે અંતિમ હોય છે, પરંતુ તેઓ બ્રિજિંગ લિગાન્ડ્સ તરીકે પણ કામ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડના ક્લોરાઇડ લિગાન્ડ્સ બે એલ્યુમિનિયમ કેન્દ્રોને જોડે છે, આમ પ્રયોગમૂલક સૂત્ર AlCl3 સાથેનું સંયોજન વાસ્તવમાં સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં Al2Cl6 નું પરમાણુ સૂત્ર ધરાવે છે. તેમની π-બેઝિસિટીને કારણે, હેલાઇડ લિગાન્ડ્સ નબળા ફિલ્ડ લિગાન્ડ્સ છે. નાના સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઊર્જાને કારણે, પ્રથમ સંક્રમણ શ્રેણીના હેલાઇડ સંકુલ જ્યારે શક્ય હોય ત્યારે બધા ઉચ્ચ સ્પિન હોય છે. આ સંકુલ બીજી અને ત્રીજી પંક્તિ સંક્રમણ શ્રેણી માટે નીચા સ્પિન છે. માત્ર [સી. આર. સી. એલ. 6] 3 − એ વિનિમય નિષ્ક્રિય છે. હોમોલેપ્ટિક મેટલ હેલાઇડ સંકુલ કેટલાક સ્ટોઇકિઓમેટ્રીઝ સાથે જાણીતા છે, પરંતુ મુખ્ય છે હેક્સાહેલોમેટલેટ્સ અને ટેટ્રાહેલોમેટલેટ્સ. હેક્સાહેલાઇડ્સ ઓક્ટાહેડ્રલ સંકલન ભૂમિતિ અપનાવે છે, જ્યારે ટેટ્રાહેલાઇડ્સ સામાન્ય રીતે ટેટ્રાહેડ્રલ હોય છે. સ્ક્વેર પ્લેનર ટેટ્રાહેલાઇડ્સ 2-અને 3-સંકલન સાથેના ઉદાહરણો તરીકે ઓળખાય છે. આલ્ફ્રેડ વર્નેરે હેક્સામાઇનકોબાલ્ટ (III) ક્લોરાઇડનો અભ્યાસ કર્યો હતો અને સંકલન સંકુલની યોગ્ય રચનાઓનો પ્રસ્તાવ મૂકનાર તે પ્રથમ વ્યક્તિ હતા. સિસ્પ્લેટિન, cis-Pt (NH3) 2Cl2, એ બે ક્લોરાઇડ લિગાન્ડ ધરાવતી પ્લેટિનમ દવા છે. બે ક્લોરાઇડ લિગાન્ડ્સ સરળતાથી વિસ્થાપિત થાય છે, જેનાથી પ્લેટિનમ કેન્દ્ર બે ગુઆનાઇન એકમો સાથે જોડાય છે, આમ ડીએનએને નુકસાન થાય છે. ભરેલા pπ ઓર્બિટલ્સની હાજરીને કારણે, સંક્રમણ ધાતુઓ પર હેલાઇડ લિગાન્ડ્સ π-એસિડ પર π-બેકબોન્ડિંગને મજબૂત કરવામાં સક્ષમ છે. તેઓ સિસ-લિગાન્ડ્સને લેબિલાઇઝ કરવા માટે પણ જાણીતા છે. ટીઆઈ (IV) ના ટેટ્રાક્લોરાઇડ અને ટેટ્રાયોડાઇડ સંકુલની અસ્થિરતાનો ઉપયોગ અનુક્રમે ક્રોલ અને વેન આર્કેલ-ડી બોઅર પ્રક્રિયાઓ દ્વારા ટાઇટેનિયમના શુદ્ધિકરણમાં થાય છે. મેટલ હેલાઈડ્સ લેવિસ એસિડ તરીકે કામ કરે છે. ફેરિક અને એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ્સ ફ્રીડેલ-ક્રાફ્ટ પ્રતિક્રિયા માટે ઉત્પ્રેરક છે, પરંતુ તેમની ઓછી કિંમતને કારણે, તેઓ ઘણીવાર સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક માત્રામાં ઉમેરવામાં આવે છે. ક્લોરોપ્લાટિનિક એસિડ (H2PtCl6) હાઇડ્રોસિલિલેશન માટે એક મહત્વપૂર્ણ ઉત્પ્રેરક છે. અકાર્બનિક સંયોજનો માટે પૂર્વવર્તી ધાતુના હેલાઈડ્સ ઘણીવાર અન્ય અકાર્બનિક સંયોજનો માટે સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ પૂર્વવર્તી હોય છે. ઉપર ઉલ્લેખિત, હેલાઇડ સંયોજનોને ગરમી, શૂન્યાવકાશ અથવા થિયોનિલ ક્લોરાઇડ સાથે સારવાર દ્વારા નિર્જલીકૃત કરી શકાય છે. હેલાઇડ લિગાન્ડ્સને સિલ્વર (I) દ્વારા અમૂર્ત કરી શકાય છે, ઘણીવાર ટેટ્રાફ્લોરોબોરેટ અથવા હેક્સાફ્લોરોફોસ્ફેટ તરીકે. ઘણા સંક્રમણ ધાતુ સંયોજનોમાં, ખાલી સંકલન સ્થળ ટેટ્રાહાઇડ્રોફુરન જેવા સંકલન દ્રાવક દ્વારા સ્થિર થાય છે. હેલાઇડ લિગાન્ડ્સ પણ એક્સ-પ્રકારનાં લિગાન્ડના ક્ષારયુક્ત ક્ષાર દ્વારા વિસ્થાપિત થઈ શકે છે, જેમ કે સેલેન-પ્રકારનાં લિગાન્ડ. આ પ્રતિક્રિયા ઔપચારિક રીતે ટ્રાન્સમેટલેશન છે, અને હેલાઇડનું એબ્સ્ટ્રેક્શન કાર્બનિક દ્રાવકમાં પરિણામી આલ્કલી હેલાઇડના વરસાદ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. આલ્કલી હેલાઈડ્સમાં સામાન્ય રીતે ખૂબ ઊંચી જાળી ઊર્જા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇડ ફેરસ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ફેરોસીન ઉત્પન્ન કરે છેઃ 2 NaC5H5 + FeCl2 → Fe (C5H5) 2 + 2 NaCl જ્યારે ઉત્પ્રેરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા અકાર્બનિક સંયોજનો તૈયાર અને અલગ કરી શકાય છે, ત્યારે તે કેટલીકવાર ધાતુના હેલાઇડ અને ઇચ્છિત લિગાન્ડના ઉમેરા દ્વારા મૂળ સ્થાને ઉત્પન્ન થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેલેડિયમ-ઉત્પ્રેરક જોડાણ પ્રતિક્રિયાઓ માટે બિસ (ટ્રાઇફિનાઇલફોસ્ફાઇન) પેલેડિયમ (II) ક્લોરાઇડના બદલે પેલેડિયમ ક્લોરાઇડ અને ટ્રાઇફિનાઇલફોસ્ફાઇનનો ઉપયોગ ઘણીવાર થઈ શકે છે. લેમ્પ્સ મેટલ-હેલાઇડ લેમ્પ્સમાં કેટલાક હેલાઇડ્સનો ઉપયોગ થાય છે. આ પણ જુઓ સખત અને નરમ એસિડ અને ક્ષાર ક્ષાર હેલાઇડ સિલ્વર હેલાઇડ સંદર્ભ અકાર્બનિક સંયોજનો