“Hellow，大家好!我是Max生命實驗室的徐老師，今天和大家分享下很奇特的一種生命類型，羰基金屬原子簇生命體。”小徐老師走上講臺，很神秘地對臺下眾學生們說到~

“你們知道嗎?在《假面騎士Zero-One》第二十三集中有一種生物——金屬蝗蟲，這個形態的厲害之處就是可以自動防御和群起攻擊。不過這些金屬是可以自行變化的，本質上他們是一群金屬原子簇蝗蟲。這些蝗蟲本身是比較小的，但是可以聚集起來，因此又能變換出不同的形態。有了這一設定之后，金屬原子簇蝗蟲就顯得厲害了。”

“老師，現實世界中是否真有這類生物呢?”就有性子比較急的同學迫不及待地問了。

“別急，聽我和你們一一道來。有研究稱，羰基金屬原子簇生命擁有遠超有機物生命的深刻性和多變性。”

“老師，老師，停下下，停下下，請問什么是“原子簇”?萌新系美少女同學舉手問道~

“好的，我先解釋解釋“原子簇”。”

“原子簇是當前化學中最饒有興趣而又極其活躍的領域之一。原子簇是指由原子（或分子）結合在一起的團體結構它是介于原子（或分子）與固體粒子之間的團粒分子。比如有許多惰性氣體原子簇Hen、Nen、Arn、Krn、Xe等。”

“那什么是金屬原子簇(metal cluster)呢?”后排座上的同學也感興趣地問道?

“金屬原子簇是3個或3個以上的金屬原子彼此直接鍵合，形成金屬—金屬鍵(簡寫為M-M)的物種。

成簇的金屬原子構成骨架，多數是三角形或以三角形為基本結構單元的多面體。

骨架成鍵電子以離域的多中心鍵為特征。如Re3Cl123-，3個Re原子之間以3中心12電子鍵(3c-12e鍵)形成三角骨架。但也常簡單地將含M-M鍵的化合物稱作金屬原子簇，至20世紀末，金屬原子簇的合成還帶有較大的經驗性。一般金屬原子處于低氧化態時最容易生成M-M鍵，且過渡金屬生成金屬簇合物的傾向性較大。在周期族中，較重的元素生成M-M鍵的傾向也較大。另外，配位體以及金屬配位體軌道對稱性對原子簇的生成都有影響。”

“老師，問下金屬原子簇合成方法?”動手能力比較強的同學問道~

“常用合成方法：縮合反應、還原聚合、氧化聚合、配體取代、骨架轉換、加成反應等。雖然單核配位化合物的反應，金屬簇合物都能發生，但反應很少僅在單個的金屬上發生，必須將金屬簇骨架作為一個整體來考慮，在進行配位層反應的同時，常伴隨金屬簇骨架多面體的變化。許多金屬原子簇是無機固體新材料[如八-μ3硫-八面-六鉬酸銅(CuMo6S8)是強磁中的良好超導體]。它們作為催化劑兼有配位催化劑和金屬催化劑的優點，如四(叔丁基異腈)三(μ2-叔丁基異腈)合-四面-四鎳(Ni4[CNC(CH3)3]7)。”

“老師，什么是羰基金屬?”又有同學問道。

“羰基金屬，英文名(Metal carbonyl)，把一氧化碳作為配位體，與金屬結合的化合物。1890年L.蒙德通過一氧化碳與鎳粉反應制得四羰基鎳 Ni(CO)4。羰基金屬大都有毒，四羰基鎳氣體在空氣中的濃度超過1ppm時，對呼吸道有刺激，濃度大時會引起死亡。

自從Mond于1890年首次以金屬鎳和一氧化碳制得Ni(CO)4。以來，至今已合成了大量的各種羥基金屬絡合物。按照配體的種類它們可分為全羥基金屬絡合物（holhloptio metal carbonyls）和混合配體羰基金屬絡合物（mlxod Igand metalourbonyls）按照金屬的多寡則可分為單核（mononnoloar）及多核（polynuolear）羰基金屬絡合物；而按照金屬所帶的電荷也可分為中性、陽性及陰性金屬族基物。一硫（或一硒）化碳，異氰，N+O基與OO類似，它們與過渡金屬配位的絡合物也與強基金屬類似。

“老師，羥基的意思是?”

“羰基是一氧化碳絡合在金屬上的配體名稱，它與過渡金屬結合得相當牢固。羰基金屬不僅是最老的而且也基最普遍在的一類有機絡合物。這類絡合物能發生許多有趣的計量和催化反應在金屬有機合成、精細有機介成以及基本有機合成等方面有重要的應用。”

“老師，羰基金屬它有哪些分類呢?”

“金屬與羰基（=CO）在一定壓力下反應，可得羰基金屬。常見的羰基金屬有羰基鎳、羰基鐵、羰基鈷等。

“羰基鎳是啥?”

“羰基鎳（nickelcarbonyl）為無色透明的液體。受日光照射后可變成棕黃色或草灰色。室溫下易揮發。加熱至150～180℃時可分解為金屬鎳和一氧化碳。短期內吸入高濃度羰基鎳主要引起急性呼吸系統和神經系統損害。

如果按每個羰基配位體給予金屬兩個電子來計算，這些羰基金屬除V(CO)6之外都有18電子構型，也都是反磁性的。這些化合物一般不溶于水而溶于有機溶劑，有一定的穩定性，加熱時分解。

羰基金屬的結構有單核和多核之分，其物理性能也相應有所不同。例如，五羰基鐵是琥珀色液體，它的二核物──九羰基二鐵──是黃橙色固體，三核物──十二羰基三鐵──是黑色晶體。高級羰基金屬的分子結構為三角面組成的多面體骨架，例如，Ir4(CO)12為四面體構型。多核羰基金屬的結構體現了原子簇（見原子簇金屬化合物），即金屬與金屬直接結合成鍵，已知的原子簇羰基金屬中金屬原子有10個以上，它們是單核羰基金屬加熱失去一氧化碳的產物。

羰基金屬可用作有機合成催化劑和試劑。例如，烯烴與氫和一氧化碳反應，制備高一級醛，即用羰基金屬作催化劑。羰基鐵和羰基鈷也可作為合成其他有機物和金屬有機物的試劑，例如，八羰基二鈷與炔烴反應，生成(CH-CH)Co2(CO)6，炔烴的碳與鈷原子組成了四面體的頂點，炔烴的叁鍵在分子中被打開，這類化合物一般比較穩定。八羰基二鈷與三鹵甲基衍生物或三鹵硅基衍生物反應，能生成另一類四面體的原子簇，在這類化合物中碳、硅或其他ⅣA族金屬原子占四面體的一個頂角。它們也是很穩定的化合物，可作為烯烴聚合的催化劑，例如RSiCo3(CO)9和RCCo3(CO)9（R為烷基）。”

“好啦，今天就說到這里啦，有啥問題可給我留言，下次課堂上解答~”

“好的，謝謝老師!”同學們高興地收拾東西出去玩啦~