Magnesium(I) dimer
میگنیشیم (I) ڈائمر ایک سالماتی مرکب ہے جس میں میگنیشیم سے میگنیشیم بانڈ (Mg-Mg) ہوتا ہے، جو دھات کو ایک واضح + 1 آکسیکرن کی حالت دیتا ہے۔ الکلین ارتھ دھاتیں عام طور پر + 2-آکسیکرن حالت میں پائی جاتی ہیں، جیسے میگنیشیم۔ M2 + کو ریڈوکس-انارٹ سمجھا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ + 2 کی حالت اہم ہے۔ تاہم، مرکزی گروپ کیمسٹری میں حالیہ پیشرفتوں سے کم ویلینٹ میگنیشیم (I) ڈائمرز حاصل ہوئے ہیں، جنہیں Mg (I) کے طور پر بھی دیا گیا ہے، جس میں پہلا مرکب 2007 میں رپورٹ کیا گیا تھا۔ انہیں عام طور پر ایل ایم جی-ایم جی ایل کے طور پر پیش کیا جا سکتا ہے، جس میں ایل ایک مونوانیونک لگینڈ ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، β-diketiminate، جسے عام طور پر Nacnac کہا جاتا ہے، ان کمپلیکس کے حوالے سے ایک مفید چیلیٹ ہے۔ لگینڈ کو ٹیون کرنے سے پیچیدہ کی تھرموڈینامکس بدل جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، این اے سی این اے سی پر متبادلات کو شامل کرنے کی صلاحیت سٹیرک بلک میں حصہ ڈال سکتی ہے، جو رد عمل اور استحکام کو متاثر کر سکتی ہے۔ جیسے جیسے ان کی دریافت میں اضافہ ہوا ہے، اسی طرح ان کی افادیت بھی بڑھ رہی ہے۔ وہ نامیاتی اور غیر نامیاتی تخفیف رد عمل میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ہائیڈرو کاربن سالوینٹ میں گھلنشیل ہے، جیسے ٹولوین، اسٹیوچیومیٹرک، سلیکٹو، اور محفوظ۔ زنک کا دریافت کا کردار پہلا زنک (I) ڈائمر 2004 میں الگ کیا گیا تھا، جس کے بعد کے سالوں میں مزید ترکیبیں کی گئیں۔ میگنیشیم اور زنک کے درمیان کیمیائی مماثلتوں نے محققین کو یہ یقین دلانے پر مجبور کیا کہ اس کے بعد ایم جی (آئی) ڈائمر حاصل کیا جا سکتا ہے۔ ایم جی-ایم جی بانڈڈ ڈائمرز کے حساب شدہ استحکام کے ساتھ، ایک ترکیب کے راستے کی ضرورت تھی۔ ابتدائی حسابات اور تکنیک کم آکسیکرن حالتوں والے ایس بلاک مرکبات قلیل مدتی ہو سکتے ہیں۔ استعمال کے لیے مختلف تکنیکیں دستیاب ہیں۔ تاہم، ان مالیکیولز کی پیداوار اور پتہ لگانے کا انحصار منجمد غیر فعال گیس میٹرکس، کم دباؤ، گیس مرحلے میں اعلی درجہ حرارت، یا ان کے امتزاج پر ہوتا ہے۔ اس کے بعد کمپلیکس کے بارے میں مزید معلومات حاصل کرنے کے لیے اسے نظریاتی مطالعات کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔ میٹرکس آئسولیشن تکنیک کو سپیکٹروسکوپک بصیرت حاصل کرنے کے لیے انجام دیا گیا تھا کہ ایم جی (آئی) ڈائمر کس طرح برتاؤ کر سکتا ہے۔ میگنیشیم ڈائبورائڈ، ایم جی بی 2 کو 700 سیلسیس (ڈگری سیلسیس) پر 0.1 ایم بی آر کے دباؤ کے ساتھ گرم کرنے اور اس پر ایچ سی ایل گیس منتقل کرنے سے کئی مصنوعات بنتی ہیں، جیسے میگنیشیم کلورائڈ، ایم جی سی ایل۔ ایم جی سی ایل کی نسل اور رد عمل سے آنے والے مرکبات کا مزید مطالعہ کیا گیا۔ 10 کیلون (کے) پر، اس محلول کو ایک غیر فعال گیس کے ساتھ ملایا گیا، جو آئی آر اور رمن سپیکٹروسکوپک تکنیکوں سے گزر رہا تھا، کثافت فنکشنل تھیوری (ڈی ایف ٹی) کے حسابات کے ساتھ مل کر۔ اس سے مونومیرک اور ڈائمرک ایم جی (I) ہالائڈز، ایم جی سی ایل اور سی ایل ایم جی ایم جی سی ایل، ایک لکیری مالیکیول ظاہر ہوا۔ اگرچہ یہ مطالعات ایم جی-ایم جی بانڈ کی خصوصیات کے بارے میں مزید بصیرت حاصل کرنے میں مفید تھے، لیکن یہ ماحول کے حالات میں مستحکم ایم جی (I) ڈائمر حاصل کرنے میں ناکام رہا۔ ترکیب پیشگی Mg-Mg بانڈ کے استحکام سے نمٹنے کی ضرورت ہے۔ محققین نے سٹیرک طور پر مطالبہ کرنے والے گوانیڈینٹس اور امیڈینٹس کی تحقیقات شروع کیں۔ کم آکسیکرن کی حالت کی کیمسٹری میں ان کی مستحکم کرنے کی صلاحیتیں پرکشش تھیں کیونکہ اس نے دیگر کم ویلینٹ مین گروپ کمپلیکس کو حاصل کرنے کی اجازت دی۔ اس تحقیق نے پہلے مستحکم ڈائمر ایم جی (آئی) ڈائمر، [{(پریسو) ایم جی} 2] کے لیے بھی اجازت دی۔ اس کے بعد ہیٹرولیپٹک ایم جی (II) آیوڈائڈ پریکسر کمپلیکس میں پوٹاشیم کی کمی کی گئی۔ لگینڈ گوانیڈیناٹو اور، β-diketiminato Mg (II) آئیوڈائڈ ایتھریٹ کمپلیکس کو ڈائیتھائل ایتھر میں فری این ایچ لگینڈ اور میتھائل میگنیشیم آئیوڈائڈ سے تیار کیا جا سکتا ہے۔ پیشگی ترکیب کی ترکیب کی ایک مثال ذیل میں دکھائی جا سکتی ہے۔ [{(tBuNacnac) Mg} 2] کے لیے درکار ایک اضافی پیشگی ترکیب دکھائی گئی ہے، جس کی وضاحت نیچے دیے گئے حصے میں کی جا سکتی ہے۔ ایم جی (I) ڈائمر پرجاتیوں کو سوڈیم یا پوٹاشیم کے ساتھ پرجاتیوں اور اس سے متعلق پیشروؤں کو کم کرنے سے ڈائمرک میگنیشیم (I) مرکبات جیسے [{(پریسو) ایم جی} 2] اور دیگر مرکبات β-diketiminato کے متبادل ورژن کے ساتھ ملے ہیں۔ یہ مرکبات، [{(ArNacnac) Mg} 2] کے عمومی فارمولے کے ساتھ۔ تاہم، جیسے جیسے نیکنیک پر متبادل کا سائز کم ہوتا گیا، میگنیشیم (I) ڈائمر کو الگ کرنے میں دشواری بڑھتی گئی۔ اسے فینول کے ذریعے دکھایا جا سکتا ہے، جہاں [(PhNacnac) 2Mg] کے ذریعے دیا گیا صرف ایک Mg (II) ڈائمر حاصل کیا گیا تھا۔ بلکیر اینالاگ جیسے [{(tBuNacnac) Mg} 2] کے لیے ایک مختلف ترکیب کا راستہ بنایا گیا تھا۔ ڈبیوٹیل میگنیشیم اور آیوڈین کا انتخاب اس لیے کیا گیا کیونکہ مفت β-ڈائیکیٹیمین، tBuNacnacH کا ایک مختلف reactivity.This ہے جس کی وجہ tBuNacnacH اوپر دکھائے گئے گریگنارڈ ریجینٹ کے ساتھ رد عمل ظاہر نہیں کر رہا ہے۔ اس کے بجائے، اسے ڈبیوٹیل میگنیشیم کے ساتھ گرم کیا جا سکتا ہے اور ڈیپروٹونیٹڈ ہو سکتا ہے۔ ری ایکٹنٹ کے لیے، ایک بلکیر، یا زیادہ مستحکم مطالبہ، این-لیگینڈ کا استعمال کرکے مستحکم کیا گیا تھا۔ یہ تعامل ٹیٹرا ہائیڈروفوران (ٹی ایچ ایف) میں α-ڈائیمین، می ڈیپ ڈی اے بی اور ایم جی (II) کلورائڈ کے پوٹاشیم میں کمی کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ یہ نوٹ کیا جا سکتا ہے کہ می ڈیپ ڈی اے بی کو کیمیائی فارمولا کے ذریعے [(ڈپ این سی می) 2] کے طور پر دکھایا جا سکتا ہے۔ دکھائے گئے Mg (I) کمپلیکس تمام تھرمل طور پر مستحکم ہیں۔ کچھ لوگ 300 ڈگری سیلسیس تک کا درجہ حرارت بھی برداشت کر سکتے ہیں۔ وہ بے رنگ سے لے کر نارنجی تک رنگوں میں بھی مختلف ہوتے ہیں۔ جیسا کہ ان مرکبات کی مزید تفتیش کی جاتی ہے، ڈائمرز کو متعدد β-ڈائیکیٹیمینیٹ مشتقات، ایک گوانیڈینٹ، ایک ڈائیمینو فاسفینیٹ، ایک اینڈیامائڈ، اور کئی ڈائیمین-انولیٹس کے ذریعے حرکی طور پر مستحکم پایا گیا ہے۔،،، بانڈ کی خصوصیات Mg (I) ڈائمر فارمولا، LMgMgL، بانڈز کے حوالے سے متعدد نظریاتی تحقیقات سے گزرا ہے۔ مزید برآں، ایل، ایک مونوانیونک لگینڈ، میں ہالیڈس، ہائیڈروجن، چھوٹے الکل گروپس، ایرل گروپس، متعلقہ مشتقات کے ساتھ سائکلوپینٹاڈینائل اور چیلیٹنگ مونوانیونک نائٹروجن لگینڈ بھی شامل ہو سکتے ہیں۔ Mg-Mg بند شدہ مالیکیولز کی ابتدائی تحقیقات کی گئیں، بانڈ کی لمبائی 2.76-2.89 Å پائی گئی۔ مزید برآں، بانڈ کی علیحدگی کی توانائی 45-48 kcal mol−1 کے درمیان پائی گئی۔ خاص طور پر، سی ایل ایم جی ایم جی سی ایل کے لیے، یہ 47.1 کیلوری مول-1 پایا گیا۔ ایس اور پی-آربیٹل اوورلیپ غیر جانبدار میگنیشیم (I) ڈائمر کے لیے ایم جی-ایم جی بانڈ نمایاں طور پر سگما بانڈنگ ثابت ہوا ہے۔ یہ دونوں دھاتوں کے ایس-آربیٹل اوورلیپ سے پیدا ہوتا ہے۔ جو بندھن تعامل ہوتا ہے وہ سب سے زیادہ قبضہ شدہ مالیکیولر آربیٹل (HOMO) سے منسلک ہو سکتا ہے، جو مالیکیول کا سب سے زیادہ توانائی بانڈ دیتا ہے۔ اس کی عکاسی وائبرگ بانڈ انڈیکس (ڈبلیو بی آئی) کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ سگما سنگل بانڈ 0.9 کی ڈبلیو بی آئی ویلیو دیتا ہے، جس میں 90 فیصد ایس-کردار ہوتا ہے۔ مزید نظریاتی تحقیقات سے یہ ثابت ہوا ہے کہ یہ ہر کمپلیکس کے لیے موزوں نہیں ہے۔ ایم جی-ایم جی میں قابل ذکر پی-آربیٹل شراکت ہو سکتی ہے، جس میں چارج میں تبدیلی کے ساتھ کچھ کمپلیکس میں اس کا 55 فیصد ہونا طے کیا جاتا ہے۔ سب سے کم غیر استعمال شدہ مالیکیولر آربیٹل (ایل یو ایم او) کے بارے میں بھی نتائج برآمد ہوئے۔ مثال کے طور پر،-بانڈنگ کردار تقریبا انحطاط شدہ LUMO اور LUMO + 1 میں بھی دریافت کیا گیا تھا، جس میں HOMO-LUMO فرق 93 کیلوری mol−1 تھا۔ ممکنہ ایپلی کیشنز ایم جی (I) ڈائمر فوائد کم کرنے والے ایجنٹوں کو بھی مانگ میں سمجھا جا سکتا ہے کیونکہ کم آکسیکرن حالت کی کیمسٹری کا تیزی سے اضافہ ان پر منحصر رہا ہے۔ عام مرکبات میں شامل ہیں لیکن ان تک محدود نہیں ہیں پوٹاشیم گریفائٹ (KC8)، سوڈیم نیفتھلینائڈ اور اس کے الکالی مشتقات، یا ان کی بنیادی شکل میں ایس بلاک دھاتیں، جیسے لیتھیم۔ تاہم، ان کم کرنے والے ایجنٹوں میں خامیاں ہو سکتی ہیں، خاص طور پر کم آکسیکرن والی حالتوں تک رسائی کے حوالے سے۔ مثال کے طور پر، یہ کمپلیکس بعض حلوں میں گھلنشیل نہیں ہو سکتے ہیں، کچھ انتخاب کی کمی ہو سکتی ہے، یا ابتدائی پیش رو کی حد سے زیادہ کمی کا اثر ہو سکتا ہے۔ مزید برآں، دیگر ضمنی ردعمل بھی ہو سکتے ہیں۔ اس سے بھی اہم بات یہ ہے کہ کٹاؤ پر غور کیا جا سکتا ہے۔ خالص میگنیشیم کو مثال کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جیسے جیسے نمی بڑھتی ہے، خالص میگنیشیم کے کٹاؤ کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔ 10 فیصد نمی پر، کوئی کٹاؤ نہیں ہوتا ہے ؛ 30 فیصد پر سطح آکسائڈ کی ایک چھوٹی سی پرت ہوتی ہے، جس میں معمولی کٹاؤ ظاہر ہوتا ہے ؛ 80 فیصد پر ایک بے ساختہ مرحلے کی کوٹ سطح کے تقریبا 30 فیصد پر ہوتی ہے اور نمایاں کٹاؤ ظاہر کرتی ہے۔ کم کرنے والے ایجنٹوں کے نقصانات سے متعلق اس طرح کی مثالیں، ڈائمرز کو بعض کیمیائی ترکیبوں کے لیے زیادہ پرکشش بنا سکتی ہیں۔ کمپلیکس ایم جی (I) ڈائمرز کے لیے ایم جی (I) ریجینٹ پوٹینشل میں کم کرنے والے ایجنٹس ہونے کی صلاحیت ہوتی ہے جو نامیاتی اور نامیاتی دھاتی ترکیب میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ تھرمل استحکام، معتدل ہوا اور پانی کی حساسیت، اور نامیاتی سالوینٹس میں گھلنشیلتا کی وسیع رینج کیمسٹوں کے لیے ڈائمر کو پرکشش بنا سکتی ہے۔ اس کی ایک مثال کم آکسیکرن حالت جرمینیئم (جی ای) کیمسٹری کے ذریعے دکھائی جا سکتی ہے۔ ایم جی (آئی) ڈائمرز کا استعمال جی ای ڈبل بانڈ کا باعث بنا۔ یہ بھی نوٹ کیا جا سکتا ہے کہ مصنوعات کی پیداوار کم تھی۔ مزید برآں، لگینڈ، ڈپ نیکناک میں ایتھر کے رد عمل سالوینٹ میں گھلنشیلتا کم ہوتی ہے۔ یہ آسان علیحدگی کی بھی اجازت دیتا ہے۔ مزید برآں، جیواشم ایندھن کے متبادل کے طور پر ہائیڈروجن اسٹوریج نے اہم تحقیقی توجہ حاصل کی ہے۔ امونیا بورین، NH3BH3، ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے والے مواد سے متعلق، 19.6% پر، زیادہ H-مواد رکھتا ہے۔ تاہم، مرکب کی حفاظت، حرکیات اور عملی خصوصیات کے حوالے سے مسائل ہیں۔ متبادل طور پر، زیادہ ایس-بلاک امیڈوبورینز پر ایک متبادل کے طور پر تحقیق کی گئی ہے، جس میں میگنیشیم امیڈوبورین میں کچھ دلچسپی پائی جاتی ہے۔ کچھ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ امونیا بورین کی تخفیف شدہ ڈی ہائیڈروجنیشن کا استعمال ایم جی (آئی) ڈائمرز کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ گرگنارڈ ریجینٹ ممکنہ گرگنارڈ ریجینٹ، جو RMgX کے ذریعہ دیئے گئے ہیں، جن میں R ایک مونوانیونک نامیاتی متبادل ہے اور X ایک ہالائڈ ہے، کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ کچھ میگنیشیم (I) انٹرمیڈیٹس، جیسے RMgMgX کے ذریعے آگے بڑھتے ہیں۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ گرگنارڈ ریجینٹس کے ساتھ ہونے والی کچھ تبدیلیاں سنگل الیکٹران ٹرانسفر کے ذریعے آگے بڑھ سکتی ہیں۔ یہ آر ایم جی سے سبسٹریٹ تک جاتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ نامیاتی ایک الیکٹران کی کمی بھی ایکس ایم جی ایم جی ایکس جیسے غیر مساوی میگنیشیم مرکبات کے ساتھ توازن میں ہے۔ یہ ریجینٹ دوسرے کم کرنے والے ایجنٹوں، جیسے سماریم (II) آیوڈائڈ، ایس ایم آئی 2 کے مقابلے میں زیادہ انتخابی ہونے کی صلاحیت رکھتا ہے، جو ایک الیکٹران ریڈکٹینٹ کے طور پر بھی کام کرتا ہے۔ کاربن ایکٹیویشن ایم جی (آئی) ڈائمرز پر کاربن مونو آکسائیڈ، سی او، ایکٹیویشن کے لیے بھی تحقیق کی گئی ہے۔ ان کمپلیکسوں کی ترکیب کے حوالے سے مزید تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ ان کے رویے کا موازنہ کاربن ڈائی آکسائیڈ، سوسیانائڈز اور نائٹریلز کی کمی سے متعلق کم ویلینٹ ایف بلاک مرکبات سے کیا جا سکتا ہے۔ کمپیوٹیشنل مطالعات نے ایف بلاک میٹل ہائیڈرائڈ کمپلیکس کے ساتھ کاربن ڈائی آکسائیڈ ایکٹیویشن کے درمیان متوازی باتیں ظاہر کر کے اس خیال کو مزید تقویت دی۔ محققین نے سب سے پہلے ایم جی (آئی) ڈائمر سے شروعات کی۔ ان ڈائمرز کو پھر میگنیشیم (II) ڈائمرز پیدا کرنے کی امید میں ہائیڈروجن کیا گیا۔ مزید برآں، سی او ماحول میں ایم جی (آئی) ڈائمرز کی ہائیڈروجنائزیشن، کراس جوڑے والے الکوکسی مصنوعات کا باعث بنی۔ جس طریقہ کار میں یہ تعامل آگے بڑھا وہ کمپیوٹیشنل مطالعات کے ذریعے ایف بلاک میٹل ہائیڈرائڈ کمپلیکس کے متعلقہ تعاملات کی طرح آگے بڑھنے کے لیے دکھایا گیا تھا۔ مزید خاص طور پر، محققین نے CO2 کی طرف [{(DippNacnac) Mg} 2] کی رد عمل کے لیے ایک قریبی مشابہت پیدا کی۔ رد عمل انجام دینے کے بعد، ڈائمر کو CO2 کی طرف اسی طرح کی رد عمل ظاہر کیا گیا جو سماریم (II) یا یورینیم (III) کمپلیکس میں بھی دکھایا جا سکتا ہے۔ یہ تعامل H2/CO مرکب کی تبدیلی کے لیے ممکنہ میگنیشیم (I) ڈائمرز کی بھی وضاحت کر سکتا ہے۔ زیادہ رد عمل والے ڈائمرز کا استعمال کرتے ہوئے، یہ قیاس کیا گیا تھا کہ اضافی آکسیجنٹ مصنوعات کی قدر کے لیے CO/H2 مرکب کی سٹوچیومیٹرک یا اتپریرک تبدیلی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ آخر میں، کم ویلینٹ ایف بلاک کمپلیکس سے مماثلت زیادہ سستی، غیر زہریلے اور غیر تابکار طریقوں کو جنم دے سکتی ہے۔ تقابلی طور پر، لینتھانائڈز اور ایکٹینائڈز کی پیرا مقناطیسی نوعیت کے مقابلے میں ڈائیمیگنیٹک ڈائمر الیکٹرانک خصوصیات میں بھی فرق کر سکتا ہے۔ حوالہ جات آرگنومگنیشیم مرکبات کلسٹر کیمسٹری