五甲基铋
五苯基铋是一种有机铋化合物，由五个甲基和一个铋原子组成，化学式 Bi(CH3)5。它是一种超价分子。它的分子构型为三角双锥。[2]
| 五甲基铋 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Pentamethyl-λ5-bismuthane | |
| 识别 | |
| CAS号 | 148739-67-7 [1] |
| PubChem | 21933141 |
| SMILES |
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| 性质 | |
| 化学式 | C5H15Bi |
| 摩尔质量 | 284.15 g·mol−1 |
| 外观 | 蓝紫色固体 |
| 相关物质 | |
| 相关化学品 | 三甲基铋 五甲基砷 五甲基锑 五甲基钽 五苯基铋 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
制备
五甲基铋的制备是一个两步反应。首先，三甲基铋和硫酰氯反应，形成二氯三甲基铋。二氯三甲基铋再和两倍的甲基锂乙醚溶液反应，形成蓝色溶液。[3]蓝色溶液再冷却到 −110 °C ，得到固体五甲基铋。
- Bi(CH3)3 + SO2Cl2 → Bi(CH3)3Cl2 + SO2
- Bi(CH3)3Cl2 + 2LiCH3 → Bi(CH3)5 + 2LiCl
性质
在 -110 °C下，Bi(CH3)5 是一种蓝紫色固体。这些甲基以三角双锥结构排列，每个 Bi-C 键的键长一样。然而，该分子不是刚性的，这可以从核磁共振光谱中确定，该光谱表明所有甲基都是一样的。[3]固态五甲基铋是稳定的，不过在气态时，加热或溶于溶液都会分解成三甲基铋。[2][3]五甲基铋是蓝紫色的，这对于氮族元素化合物是不寻常的（通常是无色）。计算显示这种颜色是由 HOMO-LUMO 能隙导致的。五甲基铋的HOMO 是来自配体的，而 LUMO 是由相对稳定的铋 6s 轨道产生的。[4]
反应
如果制备过程中加入过多的甲基锂，会形成橙色的六甲基铋(V)酸锂 LiBi(CH3)6。[5]这是非常不寻常的，因为只有少数原子可以和六个有机基团成键。[3]
参考资料
- ^ Urben, Peter. Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. Academic Press. 2013: 742 [2021-07-14]. ISBN 9780080523408. （原始内容存档于2021-07-14） （英语）.
- ^ 2.0 2.1 Greene, Tim M.; Downs, Anthony J.; Pulham, Colin R.; Haaland, Arne; Verne, Hans Peter; Volden, Hans Vidar; Timofeeva, Tatjana V. Molecular Structures of Pentamethylarsenic(V) and Trimethyldichloroarsenic(V) by Gas Electron Diffraction and ab Initio Calculations:? Molecular Mechanics Calculations on Pentamethylarsenic(V), Pentaphenylarsenic(V), and Related Compounds. Organometallics. November 1998, 17 (24): 5287–5293. doi:10.1021/om980520r.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Wallenhauer, Stephan; Seppelt, Konrad. Methylbismuth(V) Compounds. Angewandte Chemie International Edition in English. 18 May 1994, 33 (9): 976–978. doi:10.1002/anie.199409761.
- ^ Conradie, Jeanet; Ghosh, Abhik. The Blue-Violet Color of Pentamethylbismuth: A Visible Spin-Orbit Effect. ChemistryOpen. February 2017, 6 (1): 15–17. PMC 5288750
. PMID 28168144. doi:10.1002/open.201600131. 
- ^ Wallenhauer, Stephan; Seppelt, Konrad. Antimony(V) and Bismuth(V) Methyl Compounds: A Structural Comparison. Inorganic Chemistry. January 1995, 34 (1): 116–119. doi:10.1021/ic00105a021.
扩展阅读
- Gagnon, Alexandre; Dansereau, Julien; Le Roch, Adrien. Organobismuth Reagents: Synthesis, Properties and Applications in Organic Synthesis. Synthesis. 2 March 2017, 49 (8): 1707–1745. doi:10.1055/s-0036-1589482.