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金属碳硼烷

化学物质

金属碳硼烷（Metallacarboranes）是一类化合物的统称，指的是硼烷原子簇中硼顶点被碳和金属原子取代后形成的杂硼烷，是复杂无机化合物的代表。如果分子中的杂原子只有金属没有碳，则称为金属硼烷（Metallaborane）。

定义
由硼、碳及金属原子共同组成多面体骨架的原子簇化合物。
性质
化学结构
金属碳硼烷可以看成同时兼有硼烷和金属原子簇化合物的性质，其结构中含有硼金属和碳硼金属多中心键。参考硼烷和金属羰基配合物，其中骨架结构可以简化为含有不同数量顶点多面体，见图片“金属硼烷结构的举例”。
合成方法
第一个金属碳硼烷阴离子[(C2B9H11)2Fe]2-（见图片“(NMe4)2[(C2B9H11)2Fe]结构”）于1965年问世，其中含有二价铁。这是一个粉红色、反磁性的化合物。在空气中不稳定，很快氧化成栗色、顺磁性的[(C2B9H11)2Fe]-。
它可以由巢式碳硼烷阴离子[C2B9H11]2-和无水氯化亚铁反应制得。这个阴离子本身是由邻碳硼烷氧化脱硼形成的，实际上是3-脱硼-1,2-二碳代-巢式-十一硼烷(13)电离形成的酸根，结构见图片“[C2B9H11]2-的骨架及编号”。
科学家已通过多种途径，合成出大量金属碳硼烷。有些金属碳硼烷是直接由中性碳硼烷金属化而成的。例如可以用闭式-C2B3H5制备的六顶点笼和七顶点笼。碳硼烷与九羰基合二铁反应，可以得到含铁和含铁的产物，理想的反应方程式为：
C2B3H5 + Fe2(CO)9 → C2B3H5Fe(CO)3 + Fe(CO)5 + CO
C2B3H5Fe(CO)3 + Fe2(CO)9 → C2B3H5(Fe(CO)3)2 + Fe(CO)5 + CO
合成的另一个类似例子是用闭式-C2B4H8合成闭式−(CO)3FeC2B4H6，是一种黄橙色固体。
应用
金属碳硼烷在化学理论研究领域有着极为重要的意义。多年来，已经对二碳代硼烷配合物的许多应用进行了评估，但实际商业应用很少见。例如，[Co(C2B9H11)2]-已被用作从放射性废物中去除137Cs+的沉淀剂。
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