मैग्नेसोसीन

मैग्नेसोसीन, जिसे बीआईएस (साइक्लोपेंटैडिएनिल) मैग्नीशियम (द्वितीय) के रूप में भी जाना जाता है और कभी-कभी MgCp2 के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, एक ऑर्गोमेटेलिक यौगिक है जिसका सूत्र Mg(η5-C5H5)2. यह एक s-block मुख्य-समूह तत्व   सैंडविच यौगिक  का एक उदाहरण है, जो संरचनात्मक रूप से d-block तत्व  मेटालोसीन  से संबंधित है, और इसमें दो  साइक्लोपेंटैडिएनिल कॉम्प्लेक्स  के छल्ले के बीच एक केंद्रीय  मैग्नीशियम  परमाणु सैंडविच होता है।

गुण
मैग्नेसीन कमरे के तापमान पर एक सफेद ठोस है। इसका गलनांक 176 डिग्री सेल्सियस होता है, हालांकि वायुमंडलीय दबाव में यह 100 डिग्री सेल्सियस पर उर्ध्वपातित हो जाता है। फेरोसीन  के विपरीत, मैग्नेसीन ध्रुवीय, इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले विलायक (जैसे ईथर और THF) में मामूली पृथक्करण और बाद में आयन संघ को प्रदर्शित करता है।
 * एमजीसीपी2 <=> एमजीसीपी+ + सीपी-


 * एमजीसीपी2 + एमजीसीपी+ <=> एमजी2सीपी3+



जबकि फेरोसीन परिवेशी परिस्थितियों में स्थिर होता है, ऑक्सीजन या नमी के संपर्क में आने पर मैग्नेसोसीन तेजी से विघटित हो जाता है, और इस तरह संश्लेषित और निष्क्रिय परिस्थितियों में संग्रहित किया जाना चाहिए।

संरचना और संबंध
जैसा कि एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी  | एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफिक शोधन से पता चला है, सॉलिड-फेज मैग्नेसोसीन क्रमशः 2.30 और 1.39 की औसत Mg-C और CC बॉन्ड दूरी प्रदर्शित करता है, और Cp रिंग एक कंपित संरचना (बिंदु समूह D) को अपनाते हैं।5d). गैस-चरण  इलेक्ट्रॉन विवर्तन  ने समान बंधन लंबाई दिखाई है, यद्यपि एक ग्रहणित संरचना में सीपी के छल्ले के साथ (बिंदु समूह डी5h).  Mg-Cp आबंधन की प्रकृति पर इस बात को लेकर गर्मागर्म बहस हुई है कि क्या अंतःक्रिया प्राथमिक रूप से  आयन िक है  या  सहसंयोजक बंधन   चरित्र में। सहसंयोजक मॉडल के लिए बहस करने के लिए गैस-चरण इलेक्ट्रॉन विवर्तन माप को लागू किया गया है, जबकि  अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी  माप ने दोनों के लिए सबूत पेश किए हैं।

हार्ट्री-फॉक विधि|हार्ट्री-फॉक गणनाओं से पता चला है कि, संक्रमण धातु  मेटालोसीन के विपरीत, एमजी 3डी ऑर्बिटल्स मेटल-रिंग बॉन्डिंग में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं; इसके बजाय, सीपी प्रणाली के साथ अनुकूल बंधन अंतःक्रियाएं दो 3s इलेक्ट्रॉनों को 3p. में बढ़ावा देकर पूरा की जाती हैंx,y कक्षक आगे स्थिरीकरण Cp वलय से Mg 3s कक्षीय में बैक-डोनेशन द्वारा वहन किया जाता है। इस तरह की बातचीत में फेरोसिन की तुलना में कक्षीय ओवरलैप की एक कम डिग्री होती है, जिसके परिणामस्वरूप तुलनात्मक रूप से कमजोर धातु-अंगूठी बंधन और एमजी पर काफी उच्च प्रभावी स्थानीय चार्ज होता है। एक आयनिक बंधन मॉडल के पक्ष में प्रायोगिक साक्ष्य इस प्रकार बहुत कमजोर, अत्यधिक ध्रुवीय एमजी-सीपी इंटरैक्शन द्वारा समझाया जा सकता है। इस बंधन मोड की कमजोर प्रकृति फेरोसिन की तुलना में मैग्नेसीन की सापेक्ष अस्थिरता और जोरदार प्रतिक्रियाशीलता के लिए जिम्मेदार है।

उच्च तापमान संश्लेषण
मैग्नेसीन का पहला संश्लेषण, जैसा कि एफ. अल्बर्ट कॉटन | एफ द्वारा रिपोर्ट किया गया है। ए. कॉटन और जेफ्री विल्किंसन  ने 1954 में साइक्लोपेंटैडिएनिल  ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक  के ऊष्मीय अपघटन को शामिल किया। डब्ल्यू ए बार्बर द्वारा इसी तरह की एक प्रक्रिया की पेशकश की गई थी जिसमें साइक्लोपेंटैडीन 500-600 डिग्री सेल्सियस पर ठोस मैग्नीशियम के साथ सीधे प्रतिक्रिया करता है। पानी और ऑक्सीजन मुक्त परिस्थितियों में, ताजा डिस्टिल्ड  मोनोमर  साइक्लोपेंटैडीन को एक ट्यूब फर्नेस के माध्यम से एक निष्क्रिय वाहक गैस (जैसे  हीलियम,  आर्गन , या  नाइट्रोजन ) द्वारा निर्देशित किया जाता है और मैग्नीशियम टर्निंग या पाउडर से गुजरता है। भट्ठी के निकास छोर से पहले ठंडी सतहों पर मैग्नेसीन जमा होता है। इस प्रक्रिया का उत्पाद आम तौर पर ठीक माइक्रोक्रिस्टल का एक सफेद, भुलक्कड़ द्रव्यमान होता है, लेकिन तापमान और प्रवाह दर को समायोजित करके बड़े, रंगहीन एकल क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। यदि ठोस मैग्नेसीन की आवश्यकता नहीं है, तो प्राप्त करने वाले फ्लास्क को विलायक और समाधान में एकत्रित उत्पाद से भरा जा सकता है, जिसे बार्बर ने शुद्ध ठोस की तुलना में संभालने के लिए अधिक सुरक्षित बताया।


 * एमजी + 2सी5एच6 ->[500-600 ^ओसी] एमजी(सी5एच5)2 + एच2

यह प्रक्रिया आदर्श परिस्थितियों में हर दो मिनट में एक ग्राम उत्पाद का उत्पादन करने में सक्षम है, और यह कि एक ऊर्ध्वाधर सेटअप के साथ (जिसमें साइक्लोपेंटैडीन को नीचे की ओर निर्देशित किया जाता है और उत्पाद नीचे एकत्र किया जाता है) लगभग शुद्ध उत्पाद> 80% उपज पर प्राप्त किया जा सकता है (साइक्लोपेंटैडीन द्वारा) ) उत्पाद संचय द्वारा गैस प्रवाह प्रतिबंध के कारण, उत्पाद की शुद्धता की कीमत पर एक क्षैतिज सेटअप संभव दिखाया गया था।

तरल चरण के तरीके
THF में मैग्नीशियम टर्निंग से साइक्लोपेंटैडिएनिलिटेनियम ट्राइक्लोराइड (CpTiCl) के साथ हल्की परिस्थितियों में मैग्नेसीन का उत्पादन किया जा सकता है।3) उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। मास्लेनिकोव एट अल। बाद में Cp . के साथ समान उत्प्रेरक गतिविधि दिखाई2TiCl2, TiCl3, TiCl4, और वीसीएल3. तंत्र, जैसा कि इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद  द्वारा दिखाया गया है, एक Cp . के माध्यम से आगे बढ़ता है2TiH2MgCl मध्यवर्ती। टीएचएफ में मौजूद उत्प्रेरक के बिना मौलिक मैग्नीशियम से मैग्नेसोसीन का गठन नहीं देखा गया है। THF को डायथाइल ईथर, डिग्लीमे, या बेंजीन के साथ बदलने के प्रयासों के परिणामस्वरूप केवल साइक्लोपेंटैडीन का पोलीमराइजेशन हुआ।


 * New THF Graphic.svgमैग्नेसीन और उसके डेरिवेटिव का संश्लेषण भी हाइड्रोकार्बन  सॉल्वैंट्स में किया गया है, जैसे कि हेप्टेन, सीपी से और (nमाँ)(एसमाँ) मिलीग्राम।


 * Heptane Synthesis.svgसाइक्लोपेंटैडीन का धातुकरण भी एमजी-अल अल्काइल कॉम्प्लेक्स द्वारा 85% की अंतिम मैग्नेसीन उपज के साथ पूरा किया जा सकता है।


 * Complex synthesis.svg

प्रतिक्रियाशीलता और संभावित अनुप्रयोग
मैग्नेशोसिन संक्रमण धातु मेटालोसीन की तैयारी में एक मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है:
 * MgCp2 + MCl2 -> MCp2 + MgCl2

मैग्नेसीन भी MgX. के साथ लिगैंड एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं से गुजरता है2 (X = हलोजन ) THF में CpMgX अर्ध-सैंडविच यौगिक बनाने के लिए:
 * एमजीसीपी2 + एमजीएक्स2 <=> 2 सीपीएमजीएक्स

परिणामी आधा सैंडविच यौगिक  | हाफ-सैंडविच हलाइड्स कार्बनिक हैलाइड्स से प्रतिस्थापित साइक्लोपेंटैडियन को संश्लेषित करने के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में काम कर सकते हैं।

इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, रासायनिक वाष्प जमाव और डोपिंग (अर्धचालक)  अनुप्रयोगों के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में अर्धचालक अनुसंधान के लिए मैग्नेसीन एक आकर्षक लक्ष्य है। अगली पीढ़ी के मैग्नीशियम आयन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इसके संभावित उपयोग के लिए मैग्नेसीन की भी जांच की गई है।

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 * सेमीकंडक्टर
 * रासायनिक वाष्प निक्षेपन