查看“︁六甲基钨”︁的源代码

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'''六甲基鎢'''是一種{{le|過渡金屬烷基配合物|transition metal alkyl complex}}，化學式<chem>W(CH3)6</chem>，又可以寫作<chem>WMe6</chem>。它在室溫下是一種對[[空氣敏感]]的紅色結晶狀固體；可是，它的[[揮發性]]非常高，在−30 °C會[[升華]]。由於它具備六個[[甲基]]，因此極易溶於[[石油]]、[[芳香烴]]、[[醚]]等[[有機溶劑]]。<ref name="#1">{{cite journal|author1=Shortland, A. J. |author2=Wilkinson, G. |journal=J. Chem. Soc., Dalton Trans.|year=1973|pages=872–876|doi=10.1039/DT9730000872|title=Preparation and properties of hexamethyltungsten|issue=8}}</ref><ref>{{cite journal|author1=Koutsospyros, A. |author2=Braida, W. |author3=Christodoulatos, C. |author4=Dermatas D. |author5=N. Strigul, N. |journal=Journal of Hazardous Materials|year=2006|volume=136|issue=1|pmid=16343746|pages= 1–19|doi=10.1016/j.jhazmat.2005.11.007 |title=A review of tungsten: From environmental obscurity to scrutiny}}</ref>
==分子結構==
六甲基鎢采用扭曲的[[三角棱柱分子結構]]。其<chem>WC6</chem>框架具有''C''<sub>3''v''</sub> 點群，而整個分子而言（包含氫）具有 C<sub>6</sub>點群。六甲基鎢的<chem>WC6</chem>框架的結構可被想象成中間有一個[[中心原子]]（鎢），上下各有一組呈三角形的[[碳]]（一組有三個碳原子）。其中一組的三角形角度比較大（[[鍵角]]大）而比較近中心原子（[[鍵長]]短），而另外一組的三角形則相反，比較小（鍵角小），但距離中心原子較爲遠（鍵長長）。

一般的六配位[[金屬配合物]]的分子結構大部分都采取[[八面體形分子構型]]。但六甲基鎢是個特別的例子<ref>{{Housecroft2nd|page=725}}</ref>。其他采用扭曲的三角棱柱結構的化合物有[MoMe<sub>6</sub>], {{chem|[NbMe|6|]|-}},和{{chem|[TaPh|6|]|-}}。采用普通的三角棱柱結構的化合物有[ReMe<sub>6</sub>] (d<sup>1</sup>)， {{chem|[TaMe|6|]|-}} (d<sup>0</sup>)，和{{chem|[ZrMe|6|]|2-}} (d<sup>0</sup>)<ref>{{Housecroft2nd}}</ref>。這些化合物不采用八面體形分子構型的原因是{{le|二階姜-泰勒效應|Pseudo Jahn–Teller effect}}<ref name="nonoctahedral">{{cite journal|doi=10.1021/ar020052o|title=Nonoctahedral Structures|year=2003|last1=Seppelt|first1=Konrad|journal=Accounts of Chemical Research|volume=36|issue=2|pages=147–153|pmid=12589700}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1002/(SICI)1521-3765(19980904)4:9<1678::AID-CHEM1678>3.0.CO;2-N|author=Kaupp, M.|title=The Nonoctahedral Structures of d0, d1, and d2 Hexamethyl Complexes|journal=Chemistry: A European Journal|year=1998|volume=4|pages= 1678–86|issue=9}}</ref>。而在Seppelt 和 Pfennig的研究以前，Landis等人早已在1995年透過[[價鍵理論]]和{{le|VALBOND計算|VALBOND}}預測到六甲基鎢的結構是扭曲的三角棱柱<ref>{{cite journal|author1=Landis, C. K. |author2=Cleveland, T. |author3=Firman, T. K. |title=Making sense of the shapes of simple metal hydrides|journal=J. Am. Chem. Soc.|year=1995|volume=117|pages=1859–1860|doi=10.1021/ja00111a036|issue=6}}</ref><ref>{{cite journal|author1=Landis, C. K. |author2=Cleveland, T. |author3=Firman, T. K. |title= Structure of W(CH<sub>3</sub>)<sub>6</sub>|journal=Science|year=1996|volume=272|pages=182–183|doi=10.1126/science.272.5259.182b|issue=5259}}</ref>。

最初，人們觀察六甲基鎢的[[紅外光譜]]時誤以爲其結構為八面體形分子構型。在1978年有份[[光電子能譜學]]的研究似乎證實了最初的判斷<ref name=green>{{cite journal|author1=Green, J. C. |author2=Lloyd, D. R. |author3=Galyer, L. |author4=Mertis, K. |author5=Wilkinson, G. |journal=J. Chem. Soc., Dalton Trans.|year=1978|page=1403|doi=10.1039/DT9780001403|title=Photoelectron spectra of some transition metal alkyls and oxoalkyls|issue=10}}</ref>。八面體形分子構型的判定維持了20年。直到1989年，化學家Girolami 和 Morse 以[[X射線晶體學]]證明了 {{chem|[Zr(CH|3|)|6|]|2-}} 是三角棱柱分子結構<ref>{{cite journal|author1=Morse, P. M. |author2=Girolami, G. S. |journal=J. Am. Chem. Soc.|year=1989|volume=111|page= 4114|doi=10.1021/ja00193a061|title=Are d0 ML6 complexes always octahedral? The x-ray structure of trigonal-prismatic [Li(tmed)]2[ZrMe6]|issue=11}}</ref>。他們更預測到 {{chem|[Nb(CH|3|)|6|]|-}}、{{chem|[Ta(CH|3|)|6|]|-}}、 W(CH<sub>3</sub>)<sub>6</sub>等d<sup>0</sup> ML<sub>6</sub> 化合物會有三角棱柱的結構。這引起其他科學家對六甲基鎢結構的研究。通過[[氣相電子繞射]]，Volden et al.確認六甲基鎢采用具有 ''D''<sub>3''h''</sub> 或''C''<sub>3''v''</sub> 點群的三角棱柱分子結構<ref>{{cite journal|author1=Haalan, A. |author2=Hammel, A. |author3=Rydpal, K. |author4=Volden, H. V. |journal=J. Am. Chem. Soc.|year=1990|volume=112|pages= 4547–4549|title=The coordination geometry of gaseous hexamethyltungsten is not octahedral|doi=10.1021/ja00167a065|issue=11}}</ref>。在1996年，Seppelt ''et al.''透過[[X光單晶繞射儀]]發現六甲基鎢采用扭曲的三角棱柱分子結構，這發現在1998年得以證實<ref>{{cite journal|author1=Seppelt, K. |author2=Pfennig, V. |journal=Science|year=1996|volume=271|page= 626|doi=10.1126/science.271.5249.626|title=Crystal and Molecular Structures of Hexamethyltungsten and Hexamethylrhenium|issue=5249}}</ref>。

==合成==
在1973年，[[杰弗里·威尔金森|Wilkinson]]和 Shortland首次發表了六甲基鎢的合成的報告，他們在[[乙醚]]將[[甲基鋰]]與[[六氯化鎢]]反應，成功製備六甲基鎢<ref name="#1"/>。他們合成的動機在於之前科學家的研究發現具[[四面體結構]]的過渡金屬甲基配合物是[[熱不穩定]]的化合物，同時希望可以證明到具八面體形分子構型的過渡金屬甲基配合物可以更穩定。在1976年，Wilkinson 和 Galyer改良了先前的合成方法，改用[[三甲基鋁]]和[[三甲胺]]來代替甲基鋰<ref>{{cite journal|author1=Galyer, A. L. |author2=Wilkinson, G. |journal=J. Chem. Soc., Dalton Trans.|year=1976|page= 2235|doi=10.1039/DT9760002235|title=New synthesis of hexamethyltungsten(VI). The octamethyltungstate-(VI) lon|issue=21}}</ref>。其化學式如下：
: <chem>WCl6 + 6Al(CH3)3 -> W(CH3)6 + 6Al(CH3)2Cl</chem> <br>
亦可使用[[二甲基鋅]]來烷基化六鹵化鎢<ref >{{cite journal|author1=Kleinhenz, S. |author2=Pfennig, V. |author3=Seppelt, K. |journal=Chem. Eur. J.|year=1998|volume=4|page= 1687|doi=10.1002/(SICI)1521-3765(19980904)4:9<1687::AID-CHEM1687>3.0.CO;2-R|title=Preparation and Structures of [W(CH<sub>3</sub>)<sub>6</sub>], [Re(CH<sub>3</sub>)<sub>6</sub>], [Nb(CH<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]<sup>−</sup>, and [Ta(CH<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]<sup>−</sup>|issue=9}}</ref>，化學式如下：
:<chem>WX6 + 3 Zn(CH3)2 ->  W(CH3)6 +  3 ZnX2    (X = F, Cl)</chem> <br>

==反應==
六甲基鎢會在室溫下分解<ref name="#1"/>，化學式大致如下：
:<chem>W(CH3)6 -> 3 CH4 + (CH3)2 + W </chem> <br>
與很多[[有機金屬化合物]]相似，六甲基鎢會與[[氧氣]]反應。它跟酸的反應會生成[[甲烷]]和其他不明的鎢化合物。

在−90 °C 的環境下，六甲基鎢可以跟被[[氖氣]]稀釋的[[氟氣]]反應，生成<chem>W(CF3)6 </chem>，產率為50%<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=PKegfJ_fVBMC&pg=PA292&lpg=PA292&dq=W(%22cf3%22)6+%22hexakis(trifluoromethyl)%22&source=bl&ots=65Jjy7ZWJx&sig=-CshASbJCPL6iN3UhTZjiZsQXOY&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwjO-ofqm9_cAhWEjlkKHQuxDYgQ6AEwAnoECAgQAQ#v=onepage&q=W(%22cf3%22)6%20%22hexakis(trifluoromethyl)%22&f=false|title=Fluorine Chemistry at the Millennium: Fascinated by Fluorine|last=Banks|first=R. E.|date=2000-12-04|publisher=Elsevier|isbn=9780080531793|language=en|access-date=2021-08-25|archive-date=2021-08-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20210825171358/https://books.google.com/books?id=PKegfJ_fVBMC&pg=PA292&lpg=PA292&dq=W(%22cf3%22)6+%22hexakis(trifluoromethyl)%22&source=bl&ots=65Jjy7ZWJx&sig=-CshASbJCPL6iN3UhTZjiZsQXOY&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwjO-ofqm9_cAhWEjlkKHQuxDYgQ6AEwAnoECAgQAQ#v=onepage&q=W(%22cf3%22)6%20%22hexakis(trifluoromethyl)%22&f=false|dead-url=no}}</ref>。<chem>W(CF3)6 </chem>是一種揮發性極高的白色固體。

==潛在用途==
科學家就利用六甲基鎢來生產用以[[鎢]]薄膜的[[化學氣相沉積]]的[[半導體]]裝置，在1991年於日本申請專利<ref>{{cite news|author=Matsumoto, S.|author2=Ikeda, O.|author3=Ohmi, K. (Canon K. K., Japan)|title=Eur. Pat. Appl.|year=1991}}</ref>。但是直到現在，人們不用六甲基鎢，反而使用[[六氟化鎢]]和氫氣來生產這種裝置<ref>{{cite journal|author1=Kirss, R. U.|author2=Meda, L.|journal=Applied Organometallic Chemistry|year=1998|volume=12|pages=155–160|title=Chemical vapor deposition of tungsten oxide|doi=10.1002/(SICI)1099-0739(199803)12:3<155::AID-AOC688>3.0.CO;2-Z|issue=3|url=https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/38321/1/688_ftp.pdf|hdl=2027.42/38321|hdl-access=free|access-date=2021-08-25|archive-date=2021-08-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20210828143723/https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/38321/688_ftp.pdf;jsessionid=BDB559084EC5E8FD4DDAF39208010DB0?sequence=1|dead-url=no}}</ref>。
==安全==
有報告指出即使在沒有空氣的情況下使用六甲基鎢，依然發生嚴重的[[爆炸]]<ref>{{cite journal|author1=Mertis, K. |author2=Galyer, L. |author3=Wilkinson, G. |journal=Journal of Organometallic Chemistry|year=1975|volume=97|page= C65|title=Permethyls of tantalum, tungsten and rhenium: a warning|doi=10.1016/S0022-328X(00)89324-9|issue=3}}</ref><ref >{{cite journal|author1=Green, J. C. |author2=Lloyd, D. R. |author3=Galyer, L. |author4=Mertis, K. |author5=Wilkinson, G. |journal=J. Chem. Soc., Dalton Trans.|year=1978|page=1403|doi=10.1039/DT9780001403|title=Photoelectron spectra of some transition metal alkyls and oxoalkyls|issue=10}}</ref>。
==參見==
* [[六氯化鎢]]
* [[有機金屬化學]]
==參考資料==
{{reflist}}
{{钨化合物}}
[[Category:甲基配合物]]
[[Category:烷基金属]]
[[Category:1970年代发现的物质]]