Nikel tetrakarbonil

Struktur dan ikatan

Pada nikel tetrakarbonil, bilangan oksidasi untuk nikel adalah nol. Rumusnya sesuai dengan aturan 18-elektron. Molekulnya adalah tetrahedral, dengan empat ligan karbonil (karbon monoksida) yang menempel pada nikel. Ligan CO, di mana C dan O dihubungkan oleh ikatan rangkap tiga, berikatan kovalen dengan atom nikel melalui atom karbon. Telah dilakukan studi difraksi elektron pada molekul ini, dan jarak Ni–C dan C–O telah dihitung masing-masing adalah 1,838(2) dan 1,141(2) angstrom.

Preparasi

Ni(CO)₄ pertama kali disintesis pada tahun 1890 oleh Ludwig Mond melalui reaksi langsung logam nikel dengan CO. Karya rintisan ini meramalkan adanya banyak senyawa karbonil logam lainnya, termasuk karbonil V, Cr, Mn, Fe, dan Co. Hal itu juga diterapkan oleh industri untuk pemurnian nikel pada akhir abad ke-19.
Karbon monoksida dilewatkan melalui nikel tak murni pada 323 K (50 °C; 122 °F). Tingkat optimal terjadi pada 130 °C.
Ni(CO)₄ tidak tersedia secara komersial. Ini mudah dihasilkan di laboratorium melalui karbonilasi bis(siklooktadiena)nikel(0) yang tersedia secara komersial.

Dekarbonilasi termal

Pada pemanasan sedang, Ni(CO)₄ terdekomposisi menjadi karbon monoksida dan logam nikel. Dikombinasikan dengan mudahnya pembentukan dari CO dan nikel tak murni sekalipun, dekomposisi ini menjadi dasar proses Mond untuk pemurnian nikel. Dekomposisi termal dimulai mendekati 180 °C dan meningkat pada suhu yang lebih tinggi.

Toksikologi dan pertimbangan keselamatan

Bahaya Ni(CO)₄ jauh lebih besar daripada yang tersirat dari kandungan CO-nya, yang mencerminkan efek nikel jika dilepaskan di tubuh. Nikel karbonil bisa berakibat fatal jika diserap melalui kulit, terlebih jika terhirup karena volatilitasnya yang tinggi. Dosis LD₅₀nya untuk paparan 30 menit diperkirakan pada 3 ppm, dan konsentrasi fatal pada manusia adalah 30 ppm. Beberapa subjek yang terpapar uap sampai 5 ppm menggambarkan baunya sebagai apek atau jelaga, namun karena senyawa ini sangat beracun, baunya tidak memberikan peringatan yang memadai terhadap paparan yang berpotensi fatal.
Uap Ni(CO)₄ dapat mengalami swasulut. Uap terdekomposisi dengan cepat di udara, dengan waktu paruh sekitar 40 detik.
Keracunan nikel karbonil ditandai dengan sakit dua tahap. Pertama ditandai dari sakit kepala dan nyeri dada yang berlangsung beberapa jam, biasanya diikuti dengan remisi singkat. Fase kedua adalah pneumonitis kimia yang dimulai biasanya setelah 16 jam dengan gejala batuk, sesak napas dan kelelahan ekstrem. Ini mencapai tingkat keparahan tertinggi setelah empat hari, kemungkinan mengakibatkan kematian akibat kardiorespirasi atau gagal ginjal. Konvalesensi seringkali sangat berlarut-larut, sering dipersulit oleh kelelahan, depresi dan dispnea saat beraktivitas. Kerusakan saluran pernafasan permanen adalah tidak biasa. Karsinogenisitas Ni(CO)₄ masih diperdebatkan.
Ini diklasifikasikan sebagai bahan yang sangat berbahaya di Amerika Serikat sebagaimana didefinisikan dalam Section 302 dari Emergency Planning and Community Right-to-Know Act AS (42 USC 11002), dan tunduk pada persyaratan pelaporan yang ketat untul fasilitas yang memproduksi, menyimpan, atau menggunakannya dalam jumlah yang signifikan.