Kyanatan
| Kyanatan | |
 | |
| Všeobecné vlastnosti | |
| Sumárny vzorec | NCO- |
| Fyzikálne vlastnosti | |
| Molárna hmotnosť | 42,017 g/mol |
| Ďalšie informácie | |
| Číslo CAS | 661-20-1 |
| Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok. | |
Kyanatan je anión formálne odvodený od kyseliny kyanatej, ktorého štruktúrny vzorec je [N≡C-O]−, zvyčajne zapisovaný vo forme NCO-. Tento názov označuje i soli obsahujúce tento anión, napríklad kyanatan amónny. Je to izomér omnoho menej stabilného aniónu fulminátu, [C−≡N+O]−.[1]
Látky, ktoré obsahujú skupinu -OCN, sa nazývajú kyanátestery.
Tento anión funguje ako ambidentátny ligand v koordinačných zlúčeninách s kovovými prvkami, pričom donorom elektrónového páru môže byť buď atóm dusíka, alebo atóm kyslíka. Kyanatan môže takisto fungovať ako mostíkový ligand (medzi dvoma atómami kovu).
Štruktúra a vlastnosti
[upraviť | upraviť zdroj]Atómy tvoriace kyanatan ležia na priamke, takže tento anión má lineárnu štruktúru. Štruktúru možno opísať ako jednoduchú väzbu medzi uhlíkom a kyslíkom, O-C, a trojitú väzbu medzi uhlíkom a dusíkom, C≡N. V infračervenom spektre možno u kyanatanov pozorovať pás približne u 2096 cm−1, pričom takto vysoká frekvencia je charakteristická pre trojitú väzbu.[2] Kyanatan je Lewisova zásada (má voľný elektrónový pár). Kyslík i dusík majú voľné elektrónové páry, takže oba môžu poskytnúť elektrónov pár nejakej Lewisovej kyseline. Na základe toho je tento anión možné označiť za ako ambidentátny ligand.
Soli
[upraviť | upraviť zdroj]Kyanatan sodný má veľmi podobnú štruktúru ako fulminát sodný, čo potvrdzuje lineárnu štruktúru kyanatanu.[3] Priemyselne sa vyrába reakciou uhličitanu sodného s močovinou:[4]
Podobnou reakciou možno pripraviť aj kyanatan draselný. Kyanatany vyznikajú i oxidáciou kyanidov. Táto skutočnosť sa používa pri dekontaminácii kyanidov, kde sa využívajú oxidovadlá ako magnanistany a peroxid vodíka, ktoré premieňajú kyanidy na bezpečnejšie kyanatany.[chýba zdroj]
Koordinačné zlúčeniny
[upraviť | upraviť zdroj]Kyanatan je ambidentátny ligand, ktorý môže poskytnúť elektrónový pár na atóme dusíka, kyslíka alebo oboch. Štruktúrne je možné jednotlivé izoméry rozlíšiť podľa geometrie komplexu. V prípade kyanatanov viazaných cez atóm dusíka má M-NCO niekedy lineárnu štruktúru alebo v prípade väzby cez atóm kyslíka je uhol M-O-C menší než 180°. V prípade komplexu so striebrom, [Ag(NCO)2]−, je geometria lineárna, ako bolo potvrdené pomocou röntgenovej kryštalografie.[4] V prípade soli kyanatanu strieborného sú však prítomné lomené reťazce dusíkových a strieborných atómov.[5]
Na rozlíšenie izomérov sa často používa infračervená spektroskopia. Mnohé komplexy dvojväzbových kovov sa viažu cez atóm dusíka. Väzba cez atóm kyslíka sa predpokladá u komplexov [M(OCN)6]n−, kde M = Mo(III), Re(IV) a Re(V). Žltý komplex Rh(PPh3)3(NCO) a oranžový komplex Rh(PPh3)3(OCN) (kde PPh3 je trifenylfosfín) sú väzbové izoméry a je medzi nimi možné vidieť rozdiel v infračervenom spektre.[6]
Kyanatan môže tvoriť mostík medzi dvoma atómami kovov, pričom oba koncové atómy (dusík i kyslík) fungujú ako donory elektrónov. Takto je to napríklad u komplexu [Ni2(NCO)2(en)2][BPh4]2. V tejto zlúčenine sú skupiny Ni−N−C a Ni−O−C lomené, aj keď v prvom prípade je prítomná väzba cez atóm dusíka.[4]
NCO / \ Ni Ni \ / OCN
Organické zlúčeniny
[upraviť | upraviť zdroj]V organickej chémii sa bežne vyskytuje izokyanatanová skupina, -N=C=O, ktorá je izomérom kyanatanu. Zlúčeniny obsahujúce kyanatanovú skupinu, -O-C≡N, sa označujú ako kyanatany alebo kyanatanestery. Arylkyanatany, napríklad fenylkyanatan, C6H5OCN, vznikajú reakciou fenolov s chlórkyánom v prítomnosti zásady.[chýba zdroj]
V nukleofilnej substitúcii sa kyanatany často menia na izokyanatany. Izokyanatany sa potom používajú na výrobu polyuretánových produktov[7] a pesticídov. Metylizokyanatan, ktorý sa používa vo výrobe pesticídov, bol hlavným faktorom v Bhópálskej katastrofe.
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ William R. Martin and David W. Ball (2019): "Small organic fulminates as high energy materials. Fulminates of acetylene, ethylene, and allene". Journal of Energetic Materials, volume 31, issue 7, pages 70-79. DOI:10.1080/07370652.2018.1531089
- ↑ NAKAMOTO, Kazuo. Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. New York : Wiley, 1997. (5th ed.) Dostupné online. ISBN 0-471-19406-9. S. 171.
- ↑ WELLS, A. F.. Models in structural inorganic chemistry,. Oxford, : Clarendon P, 1970. Dostupné online. ISBN 0-19-855125-8. S. 722.
- ↑ a b c GREENWOOD, N. N.. Chemistry of the elements. Oxford [Oxfordshire] : Pergamon Press, 1984. (1st ed.) Dostupné online. ISBN 0-08-022056-8. S. 325.
- ↑ D. Britton, J. D. Dunitz: The crystal structure of silver cyanate, Acta Crystallogr. (1965). 18, 424-428, DOI:10.1107/S0365110X65000944
- ↑ NAKAMOTO, Kazuo. Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. New York : Wiley, 1997. (5th ed.) Dostupné online. ISBN 0-471-19406-9. S. 121-123.
- ↑ Polyurethanes: A Class of Modern Versatile Materials. J. Chem. Educ., 1992, s. 909. DOI: 10.1021/ed069p909.
Zdroj
[upraviť | upraviť zdroj]Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Cyanate na anglickej Wikipédii.