Magnesium(I) dimer
मैग्नीशियम (I) डाइमर एक आणविक यौगिक है जिसमें मैग्नीशियम से मैग्नीशियम बंधन (Mg-Mg) होता है, जो धातु को एक स्पष्ट + 1 ऑक्सीकरण स्थिति देता है। क्षारीय पृथ्वी धातुएँ आमतौर पर मैग्नीशियम जैसे + 2-ऑक्सीकरण अवस्था में पाई जाती हैं। एम2 + को रेडॉक्स-निष्क्रिय माना जाता है, जिसका अर्थ है कि + 2 अवस्था महत्वपूर्ण है। हालांकि, मुख्य समूह रसायन विज्ञान में हाल की प्रगति से कम-वेलेंट मैग्नीशियम (I) डाइमर प्राप्त हुए हैं, जिन्हें Mg (I) के रूप में भी दिया गया है, जिसमें पहला यौगिक 2007 में बताया गया था। इन्हें आम तौर पर एल. एम. जी.-एम. जी. एल. के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिसमें एल एक मोनोनियोनिक लिगैंड है। उदाहरण के लिए, β-डाइकेटिमिनेट, जिसे आमतौर पर नैकनेक के रूप में जाना जाता है, इन परिसरों के संबंध में एक उपयोगी चीलेट है। लिगेंड को ट्यून करने से, जटिल की ऊष्मागतिकी बदल जाती है। उदाहरण के लिए, एन. ए. सी. एन. ए. सी. पर प्रतिस्थापन जोड़ने की क्षमता स्टेरिक बल्क में योगदान कर सकती है, जो प्रतिक्रियाशीलता और स्थिरता को प्रभावित कर सकती है। जैसे-जैसे उनकी खोज बढ़ी है, वैसे-वैसे उनकी उपयोगिता भी बढ़ी है। इन्हें कार्बनिक और अकार्बनिक अपचयन प्रतिक्रियाओं में नियोजित किया जाता है। यह एक हाइड्रोकार्बन विलायक में घुलनशील है, जैसे टोल्यूनि, स्टोइकिओमेट्रिक, चयनात्मक और सुरक्षित। जस्ता की खोज भूमिका पहला जस्ता (I) डाइमर 2004 में अलग किया गया था, जिसके बाद के वर्षों में और अधिक संश्लेषित किया गया था। मैग्नीशियम और जस्ता के बीच रासायनिक समानताओं ने शोधकर्ताओं को यह विश्वास दिलाया कि एक एम. जी. (आई) डाइमर तब प्राप्त किया जा सकता है। एम. जी.-एम. जी. बन्धित डिमर की गणना की गई स्थिरता के साथ, एक संश्लेषण मार्ग की आवश्यकता थी। कम ऑक्सीकरण अवस्थाओं वाले प्रारंभिक गणना और तकनीक एस-ब्लॉक यौगिक अल्पकालिक हो सकते हैं। उपयोग के लिए विभिन्न तकनीकें उपलब्ध हैं। हालांकि, इन अणुओं का उत्पादन और पता लगाना जमे हुए निष्क्रिय गैस मैट्रिक्स, कम दबाव, गैस चरण में उच्च तापमान, या इनके संयोजन पर निर्भर करता है। इसके बाद परिसर के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए इसे सैद्धांतिक अध्ययनों के साथ जोड़ा जा सकता है। मैट्रिक्स अलगाव तकनीकों को स्पेक्ट्रोस्कोपिक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए किया गया था कि एमजी (आई) डाइमर कैसे व्यवहार कर सकता है। मैग्नीशियम डाइबोराइड, एम. जी. बी. 2 को 700 सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस) पर 0.1 एम. बी. आर. के दबाव के साथ गर्म करने और एच. सी. एल. गैस को इसके ऊपर से गुजरने से कई उत्पाद बनते हैं, जैसे मैग्नीशियम क्लोराइड, एम. जी. सी. एल.। प्रतिक्रिया से एम. जी. सी. एल. और बाद के यौगिकों की उत्पत्ति का आगे अध्ययन किया गया। 10 केल्विन (के) पर, विलयन को एक निष्क्रिय गैस के साथ जोड़ा गया था, जो आईआर और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीकों से गुजर रहा था, घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (डीएफटी) गणनाओं के साथ संयुक्त था। इसने मोनोमेरिक और डायमेरिक एम. जी. (आई) हैलाइड्स, एम. जी. सी. एल. और सी. एल. एम. जी. एम. जी. सी. एल., एक रैखिक अणु दिखाया। जबकि ये अध्ययन एम. जी.-एम. जी. बंधन विशेषताओं पर अधिक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने में उपयोगी थे, यह परिवेशी स्थितियों में एक स्थिर एम. जी. (आई) डाइमर प्राप्त करने में विफल रहा। संश्लेषण पूर्वगामी एम. जी.-एम. जी. बन्ध की स्थिरता से निपटने की आवश्यकता है। शोधकर्ताओं ने स्टेरिकली डिमांडिंग गुआनिडिनेट और एमिडिनेट की जांच शुरू की। कम-ऑक्सीकरण अवस्था रसायन विज्ञान में उनकी स्थिरीकरण क्षमताएँ आकर्षक थीं क्योंकि इसने अन्य कम-वेलेंट मुख्य समूह परिसरों को प्राप्त करने की अनुमति दी। इस शोध ने पहले स्थिर डाइमर एम. जी. (आई) डाइमर, [{(प्रिसो) एम. जी.} 2] के लिए भी अनुमति दी। इसके बाद हेटेरोलेप्टिक एम. जी. (II) आयोडाइड अग्रदूत परिसरों में पोटेशियम की कमी की गई। लाइगैंड गुआनिडिनाटो और, बीटा-डाइकेटिमिनाटो एम. जी. (II) आयोडाइड ईथरेट परिसरों को डायथाइल ईथर में मुक्त एन. एच. लाइगैंड और मिथाइल मैग्नीशियम आयोडाइड से तैयार किया जा सकता है। पूर्ववर्ती संश्लेषण के संश्लेषण का एक उदाहरण नीचे दिखाया जा सकता है। [{(tBuNacnac) Mg} 2] के लिए आवश्यक एक अतिरिक्त पूर्ववर्ती संश्लेषण दिखाया गया है, जिसे नीचे दिए गए खंड में समझाया जा सकता है। प्रजाति और सोडियम या पोटेशियम के साथ इसके संबंधित अग्रदूतों को कम करने वाली एम. जी. (I) डाइमर प्रजातियों ने डायमेरिक मैग्नीशियम (I) यौगिक जैसे [{(प्रिसो) एम. जी.} 2] और अन्य यौगिकों को β-डाइकेटिमिनाटो के प्रतिस्थापित संस्करणों के साथ दिया है। ये यौगिक, [{(ArNacnac) Mg} 2] के सामान्य सूत्र के साथ। हालांकि, जैसे-जैसे एनएसीएनएसी पर प्रतिस्थापन का आकार कम होता गया, मैग्नीशियम (आई) डाइमर को अलग करने में कठिनाई बढ़ गई। यह फिनोल द्वारा दिखाया जा सकता है, जहाँ केवल एक एम. जी. (II) डाइमर प्राप्त किया गया था, जो [(पी. एच. एन. ए. सी.) 2 एम. जी.] द्वारा दिया गया था। एक बल्कियर एनालॉग जैसे [{(tBuNacnac) Mg} 2] के लिए एक अलग संश्लेषण मार्ग बनाया गया था। डिब्युटाइल मैग्नीशियम और आयोडीन को इसलिए चुना गया क्योंकि मुक्त β-डाइकेटिमिन, tBuNacnacH में एक अलग reactivity.This है क्योंकि tBuNacnacH ऊपर दिखाए गए ग्रिगनार्ड अभिकर्मक के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। इसके बजाय, इसे डाइब्युटाइलमैग्नीशियम के साथ गर्म किया जा सकता है और डिप्रोटोनेटेड हो सकता है। रिएक्टेंट के लिए, एक बल्कियर, या अधिक स्टेरिकली डिमांडिंग, एन-लिगैंड का उपयोग करके स्थिर किया गया था। यह अभिक्रिया टेट्राहाइड्रोफुरन (टी. एच. एफ.) में α-डाइमीन, एम. डी. आई. पी. डी. ए. बी. और एम. जी. (II) क्लोराइड के पोटेशियम में कमी के माध्यम से की जाती है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि एम. ई. डी. आई. पी. डी. ए. बी. को रासायनिक सूत्र द्वारा [(डी. पी. एन. सी. एम. ई.) 2] के रूप में दिखाया जा सकता है। दिखाए गए एम. जी. (आई) परिसर सभी तापीय रूप से स्थिर हैं। कुछ लोग 300 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान को भी सहन कर सकते हैं। वे रंगहीन से लेकर नारंगी तक के रंगों में भी होते हैं। जैसे-जैसे इन यौगिकों की आगे जांच की जाती है, डायमर को कई β-डाइकेटिमिनेट डेरिवेटिव्स, एक ग्वानिडिनेट, एक डायमिनोफॉस्फिनेट, एक एनिडियामाइड और कई डायमाइन-एनोलेट्स द्वारा गतिज रूप से स्थिर पाया गया है।,,, बॉन्ड गुण Mg (I) डायमर सूत्र, LMgMgL, बॉन्ड के संबंध में कई सैद्धांतिक जांचों से गुजरा है। इसके अलावा, एल, एक मोनोनियोनिक लिगैंड, में हैलाइड, हाइड्रोजन, छोटे एल्किल समूह, एरिल समूह, संबंधित व्युत्पन्न के साथ साइक्लोपेंटाडाइनिल और चिलेटिंग मोनोनियोनिक नाइट्रोजन लिगैंड भी शामिल हो सकते हैं। एम. जी.-एम. जी. बन्धित अणुओं की प्राथमिक जांच की गई, जिसमें बंधन की लंबाई 2.76-2.89 Å पाई गई। इसके अतिरिक्त, बंधन पृथक्करण ऊर्जा 45-48 के. सी. एल. मोल-1 के बीच पाई गई। विशेष रूप से, सी. एल. एम. जी. एम. जी. सी. एल. के लिए, यह 47.1 किलोकैलरी मोल-1 पाया गया। एस और पी-ऑर्बिटल ओवरलैप एक तटस्थ मैग्नीशियम (आई) डाइमर के लिए एम. जी.-एम. जी. बंधन महत्वपूर्ण रूप से सिग्मा-बंधन दिखाया गया है। यह दो धातुओं के एस-ऑर्बिटल ओवरलैप से उत्पन्न होता है। जो बंधन अंतःक्रिया होती है वह उच्चतम अधिकृत आणविक कक्षीय (एच. ओ. एम. ओ.) से जुड़ी हो सकती है, जिससे अणु का उच्चतम ऊर्जा बंधन मिलता है। इसे वाइबर्ग बॉन्ड इंडेक्स (डब्ल्यूबीआई) के माध्यम से प्रतिबिंबित किया जा सकता है। सिग्मा एकल बॉन्ड 0.9 का डब्ल्यूबीआई मूल्य देता है, जिसमें 90 प्रतिशत एस-वर्ण होता है। आगे की सैद्धांतिक जांचों ने साबित किया है कि यह हर परिसर के लिए लागू नहीं होता है। एम. जी.-एम. जी. में उल्लेखनीय पी-कक्षीय योगदान हो सकता है, कुछ परिसरों में यह 55 प्रतिशत निर्धारित किया जा रहा है क्योंकि आवेश में परिवर्तन होता है। सबसे कम खाली आणविक कक्षीय (एल. यू. एम. ओ.) के बारे में भी निष्कर्ष मिले। उदाहरण के लिए, 93 किलो कैलोरी मोल-1 के होमो-लुमो अंतर के साथ लगभग अपक्षयी लुमो और लुमो + 1 में भी-बंधन चरित्र की खोज की गई थी। संभावित अनुप्रयोग एम. जी. (आई) डाइमर लाभ कम करने वाले एजेंटों की मांग पर भी विचार किया जा सकता है क्योंकि कम ऑक्सीकरण अवस्था रसायन विज्ञान की तेजी से वृद्धि उन पर निर्भर रही है। सामान्य यौगिकों में शामिल हैं लेकिन ये पोटेशियम ग्रेफाइट (के. सी. 8), सोडियम नैफ्थेलेनाइड और इसके क्षारीय व्युत्पन्न, या एस-ब्लॉक धातुओं तक सीमित नहीं हैं, जैसे कि लिथियम। हालाँकि, इन कम करने वाले एजेंटों की कमियाँ हो सकती हैं, विशेष रूप से कम ऑक्सीकरण स्थितियों तक पहुँचने के संबंध में। उदाहरण के लिए, ये परिसर कुछ समाधानों में घुलनशील नहीं हो सकते हैं, कुछ चयनात्मकता की कमी हो सकती है, या प्रारंभिक अग्रदूत का अति-कमी प्रभाव हो सकता है। इसके अतिरिक्त, अन्य दुष्प्रभाव भी हो सकते हैं। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि क्षरण पर विचार किया जा सकता है। शुद्ध मैग्नीशियम को एक उदाहरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। जैसे-जैसे आर्द्रता बढ़ती है, शुद्ध मैग्नीशियम की क्षरण दर बढ़ती है। 10 प्रतिशत आर्द्रता पर, कोई क्षरण नहीं होता है; 30 प्रतिशत पर सतह ऑक्साइड की एक छोटी परत होती है, जिसमें थोड़ा क्षरण स्पष्ट होता है; 80 प्रतिशत पर एक अनाकार चरण सतह के लगभग 30 प्रतिशत को कोट करता है और महत्वपूर्ण क्षरण दिखाता है। कम करने वाले एजेंटों के नुकसान से संबंधित इस तरह के उदाहरण, कुछ रासायनिक संश्लेषणों के लिए डिमर को अधिक आकर्षक बना सकते हैं। कॉम्प्लेक्स एम. जी. (आई) डायमर के लिए एम. जी. (आई) अभिकर्मक क्षमता में कम करने वाले एजेंट होने की क्षमता होती है जिसका उपयोग कार्बनिक और ऑर्गेनोमेटेलिक संश्लेषण में किया जा सकता है। तापीय स्थिरता, मध्यम हवा और पानी की संवेदनशीलता, और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता की विस्तृत श्रृंखला डाइमर को रसायनज्ञों के लिए आकर्षक बना सकती है। इसका एक उदाहरण कम ऑक्सीकरण अवस्था जर्मेनियम (जीई) रसायन विज्ञान के माध्यम से दिखाया जा सकता है। एम. जी. (आई) डाइमर के उपयोग से जी. ई. दोहरा बंधन बना। यह भी ध्यान दिया जा सकता है कि उत्पाद की उपज कम थी। इसके अतिरिक्त, लिगेंड, डिपनेक्नाक में ईथर के प्रतिक्रिया विलायक में कम घुलनशीलता होती है। यह आसानी से अलग होने की भी अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, जीवाश्म ईंधन के विकल्प के रूप में हाइड्रोजन भंडारण पर महत्वपूर्ण शोध ध्यान दिया गया है। अमोनिया बोरेन, NH3BH3, में हाइड्रोजन भंडारण सामग्री के संबंध में 19.6% पर उच्च एच-सामग्री होती है। हालांकि, यौगिक की सुरक्षा, गतिविज्ञान और व्यावहारिक विशेषताओं के बारे में मुद्दे हैं। वैकल्पिक रूप से, मैग्नीशियम एमिडोबोरेन में कुछ रुचि के साथ एक विकल्प के रूप में अधिक एस-ब्लॉक एमिडोबोरेन पर शोध किया गया है। कुछ अध्ययनों से पता चला है कि एम. जी. (आई) डाइमर का उपयोग करके अमोनिया बोरेन के कम करने वाले निर्जलीकरण का उपयोग किया जा सकता है। आर. एम. जी. एक्स. द्वारा दिए गए ग्रिगनार्ड अभिकर्मक संभावित ग्रिगनार्ड अभिकर्मकों के बारे में सोचा जाता है कि वे कुछ मैग्नीशियम (आई) मध्यवर्ती जैसे आर. एम. जी. एम. जी. एक्स. के माध्यम से आगे बढ़ते हैं। ऐसा माना जाता है कि ग्रिगनार्ड अभिकर्मकों के साथ होने वाले कुछ परिवर्तन एकल इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के माध्यम से आगे बढ़ सकते हैं। यह आर. एम. जी. से सब्सट्रेट तक आगे बढ़ता है। ऐसा माना जाता है कि कार्बनिक एक इलेक्ट्रॉन की कमी भी एक्स. एम. जी. एम. जी. एक्स. जैसे एक समान मैग्नीशियम यौगिकों के साथ संतुलन में है। समरियम (II) आयोडाइड, एस. एम. आई. 2 जैसे अन्य कम करने वाले एजेंटों की तुलना में इस अभिकर्मक में अधिक चयनात्मक होने की क्षमता हो सकती है, जो एक इलेक्ट्रॉन अपवर्तक के रूप में भी कार्य करता है। कार्बन मोनोऑक्साइड, CO, सक्रियण के लिए कार्बन सक्रियण Mg (I) डाइमर पर भी शोध किया गया है। इन परिसरों के संश्लेषण के संबंध में आगे के शोध से पता चला है कि उनके व्यवहार की तुलना कार्बन डाइऑक्साइड, सोसाइनाइड और नाइट्राइल की कमी से संबंधित निम्न-वेलेंट एफ-ब्लॉक यौगिकों से की जा सकती है। कम्प्यूटेशनल अध्ययनों ने एफ-ब्लॉक धातु हाइड्राइड परिसरों के साथ कार्बन डाइऑक्साइड सक्रियण के बीच समानताओं को दिखाकर इस विचार को और मजबूत किया। शोधकर्ताओं ने सबसे पहले एम. जी. (आई) डाइमर के साथ शुरुआत की। इन डाइमरों को तब मैग्नीशियम (II) डाइमर उत्पन्न करने की उम्मीद में हाइड्रोजनीकृत किया गया था। इसके अतिरिक्त, एक CO वातावरण में Mg (I) डाइमर के हाइड्रोजनीकरण ने क्रॉस-कपल्ड एल्कॉक्सी उत्पादों को जन्म दिया। जिस तंत्र में यह प्रतिक्रिया आगे बढ़ी, उसे कम्प्यूटेशनल अध्ययनों द्वारा एफ-ब्लॉक धातु हाइड्राइड परिसरों की संबंधित प्रतिक्रियाओं के समान आगे बढ़ने के लिए दिखाया गया था। अधिक विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने CO2 के प्रति [{(DippNacnac) Mg} 2] की प्रतिक्रियाशीलता के लिए एक करीबी सादृश्य बनाया। प्रतिक्रिया किए जाने के बाद, डाइमर की CO2 के प्रति समान प्रतिक्रिया दिखाई गई जिसे समरियम (II) या यूरेनियम (III) परिसरों में भी दिखाया जा सकता है। यह अभिक्रिया एच2/सीओ मिश्रणों के रूपांतरण के लिए संभावित मैग्नीशियम (आई) डाइमर को भी स्पष्ट कर सकती है। अधिक प्रतिक्रियाशील डिमर का उपयोग करके, यह परिकल्पना की गई थी कि यह CO/H2 मिश्रणों के स्टोइकिओमेट्रिक या उत्प्रेरक परिवर्तन के लिए उपयोग किया जाता है ताकि अतिरिक्त ऑक्सीजनेट उत्पादों का मूल्य बढ़ाया जा सके। अंत में, निम्न-वेलेंट एफ-ब्लॉक परिसरों की समानता अधिक किफायती, गैर-विषाक्त और गैर-विकिरणशील प्रथाओं को जन्म दे सकती है। तुलनात्मक रूप से, लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स की पैरामैग्नेटिक प्रकृति की तुलना में डायमैग्नेटिक डाइमर भी इलेक्ट्रॉनिक गुणों में अंतर कर सकता है। संदर्भ ऑर्गेनोमैग्नेशियम यौगिक समूह रसायन विज्ञान