கரிம உலோக வேதியியல்

கரிம உலோக வேதியியல் (Organometallic chemistry) என்பது கரிமச் சேர்மங்களுடன் உலோகங்கள் சேர்ந்து உருவாக்கும் சேர்மங்களைக் குறித்து ஆய்வு செய்கின்ற அறிவியல் துறையாகும். கரிமச் சேர்மத்தில் உள்ள கார்பன் அணுவுக்கும் ஒரு உலோகத்திற்கும் இடையில் குறைந்தது ஒரு வேதியியல் பிணைப்பையாவது இப்பிரிவில் அடங்கியுள்ள சேர்மங்கள் பெற்றிருக்கும் 
கனிம வேதியியல் மற்றும் கரிம வேதியியல் ஆகிய இரு பிரிவுகளின் அம்சங்களையும் உள்ளடக்கியது கரிம உலோக வேதியியல் பிரிவாகும். இந்த அறிவியல் பிரிவைச் சேர்ந்த சேர்ந்த சேர்மங்கள் பரவலாக ஒரு படித்தான வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுகின்றன

கரிம உலோகச் சேர்மங்கள் 

”கரிம” என்ற முன்னொட்டைச் சேர்ப்பதால் கரிம உலோகச் சேர்மங்கள் வேறுபடுத்தி அறியப்படுகின்றன. உதாரணம், கரிம பலேடியம் சேர்மங்கள். இத்தகைய உதாரணங்களில் இலித்தியம் மற்றும் தாமிரம் உலோகங்களை உள்ளடக்கிய அனைத்து வகை கில்மான் கரணிகள் அல்லது கில்மான் செயலிகளும் அடங்கும். நாற்கார்பனைல்நிக்கல் மற்றும் பெர்ரோசீன் ஆகியன தாண்டல் உலோகங்களைக் கொண்டிருக்கும் கரிம உலோகச் சேர்மங்களாகும். இவை தவிர கரிம மக்னீசியம் சேர்மங்களான அயோடோ(மெத்தில்)மக்னீசியம் (MeMgI) ஈரெத்தில்மக்னீசியம் (Et2Mg) மற்றும் அனைத்து கிரின்யார்டு கரணிகள்; n- பியூட்டைல் இலித்தியம் போன்ற கரிம இலித்தியம் சேர்மங்கள், ஈரெத்தில் துத்தநாகம் (Et2Zn) மற்றும் குளோரோ(ஈத்தாக்சிகார்பனைல்மெத்தில்)துத்தநாகம் போன்ற கரிமத் துத்தநாகச் சேர்மங்கள் மற்றும் இலித்தியம் இருமெத்தில்கியுப்ரேட்டு போன்ற கரிமத் தாமிரச் சேர்மங்கள் ஆகிய அனைத்து வகைச் சேர்மங்களும் கரிம உலோகச் சேர்மங்களேயாகும்.

உலோகங்களுக்கும் கார்பனுக்கும் நேரடிப் பிணைப்பு ஏதுமில்லாமல் ஆனால், கரிம ஈனிகள் மூலம் பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் சேர்மங்கள் பொதுவாக உலோகக்கரிமங்கள் என்ற பெயரால் அடையாளப் படுத்தப்படுகின்றன. உலோக பீட்டா- இருகீட்டோனேட்டுகள், ஆல்காக்சைடுகள் மற்றும் ஈரால்க்கைலமைடுகள் முதலியன இவ்வகையில் சேர்க்கப்படுகின்றன.

மரபார்ந்த உலோகங்களுடன் லாந்தனைடுகள், ஆக்டினைடுகள் மற்றும் அரையுலோகத் தனிமங்களான போரான், சிலிக்கன். ஆர்சனிக் மற்றும் செலினியம் போன்ற உலோகங்களும் கரிம உலோகச் சேர்மங்களாக  உருவாகும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணம், மூவெத்தில் போரேன் (Et3B) என்ற கரிமப் போரான் சேர்மம்.

கரிம ஈனிகளுடன் அணைவுச் சேர்மங்கள் 

பல்வேறு கூட்டுச் சேர்மங்களிலும் உலோகம் மற்றும் கரிம ஈனிகளுக்கு இடையே ஈதல்பிணைப்பு காணப்படுகிறது. கரிம ஈனிகள் பெரும்பாலும் பல்லணு வகைத் தனிமங்களான ஆக்சிசன் அல்லது நைட்ரசன் அணுக்கள் மூலமாக உலோகங்களுடன் பிணைந்துள்ளன. இவ்வகைப் பிணைப்புடன் காணப்படும் சேர்மங்கள் அணைவுச் சேர்மங்கள் எனப்படுகின்றன. ஆனாலும் , ஒருவேளை ஈனிகள் உலோகங்களுடன் நேரடியாக உலோகம்-கார்பன் பிணைக்கப்ட்டிருக்கும் வாய்ப்பைப் பெற்றிருந்தால் அவை கரிம உலோகச் சேர்மங்கள் என்ற வகையிலேயே சேர்க்கப்படுகின்றன. உதாரணம்  [(C6H6)Ru(H2O)3]2+. அசிட்டைலசிட்டோனேட்டுகள் மற்றும் ஆல்க்காக்சைடுகள் போன்ற கொழுப்பு விரும்பிகள் உலோகக் கரிமங்கள் என்றே அழைக்கப்படுகின்றன.

கட்டமைப்பும் பண்புகளும் 
கரிம உலோகச் சேர்மங்களில் உலோக-கார்பன் பிணைப்புகள் பொதுவாக உயர் சகப்பிணைப்பு கொண்டவையாக உள்ளன. இலித்தியம் மற்றும் சோடியம் உள்ளிட்ட உயர் மின்நேர் சேர்மங்களுக்காக கார்பன் ஈந்தணைவி கார்பனயன் பண்பை வெளிப்படுத்துகிறது. ஆனால் தனியான கார்பன் அடிப்படையிலான எதிர்மின் அயனிகள் அரிதானவையாகும். சயனைடாக இருப்பது உதாரணம் ஆகும்.

கோட்பாடுகளும் நுணுக்கங்களும் 
வேதியியலின் மற்ற பிரிவுகளைப் போல எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கரிம உலோக வேதியியலில் மிகுந்த பயன் அளிப்பதாக உள்ளது. உலோகக் கார்பனைல்கள் மற்றும் தொடர்புடைய சேர்மங்களின் நிலைப்புத்தன்மையை முன் கணிப்பதற்கு 18 எலக்ட்ரான் விதி பெரும் உதவிபுரிகிறது. பல கரிம உலோக சேர்மங்கள் 18 எலக்ட்ரான் விதியை பின்பற்றுவதில்லை. ஐசோலோபல் கொள்கையின் முன்னோக்கு அடிப்படையில் கரிம உலோகச் சேர்மங்களின் வேதிப் பிணைப்பும், வேதிவினைகளும் விவாதிக்கப்படுகின்றன.
எக்சு கதிர் விளிம்பு சோதனைகள், அணுக்கரு காந்த ஒத்திசைவு ஆய்வுகள், அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் போன்றவை கரிம உலோகச் சேர்மங்களின் கட்டமைப்பை நிர்ணயிக்கும் பொதுவான நுட்பங்களாகும். கரிம உலோகச் சேர்மங்களின் இயக்கவியல் பண்புகள் அணுக்கரு வேறுபடும் காந்த ஒத்திசைவு மற்றும் வேதி வினைவேகவியல் கோட்பாடுகளால் விளக்கப்படுகின்றன. 
கரிம உலோகச் சேர்மங்கள் பல முக்கியமான வினைகளில் ஈடுபடுகின்றன. 
ஆக்சிசனேற்ற கூட்டுவினை மற்றும் ஒடுக்க நீக்கவினை
ஈந்தணைவி மாற்ற வினை
உலோகக்கார்பனேற்ற வினை
உலோகநீரேற்ற வினை
எலக்ட்ரான் மாற்ற வினை
பீட்டா ஐதரைடு நீக்கவினை
கரிம உலோக பதிலீட்டு வினை
கரிம ஐதரசன் பிணைப்பு செயலாக்க வினை
கார்பன் மைய நீக்க வினை
ஈந்தணைவி உட்புகுத்தல் வினை
ஈந்தணைவி கவர் வினை

வரலாறு 
லூயிசு கிளாடு கேடட்டின் கேகோடைல் சேர்மத்துடன் தொடர்புடைய மெத்தில் ஆர்சனிக் சேர்மங்கள், வில்லியம் கிறித்தோபர் செய்சின் பிளாட்டினம்-எத்திலீன் அணைவுச் சேர்மம், எட்வார்டு பிராங்லேண்டு கண்டறிந்த டையெத்தில் மற்றும் டைமெத்தில்துத்தநாகம், லுட்விக் மாண்டு கண்டறிந்த Ni(CO)4 சேர்மம் மற்றும் விக்டர் கிரிக்கனார்டின் கரிமமக்னீசியம் சேர்மங்கள் உள்ளிட்டவை கரிம உலோக வேதியியலின் தொடக்கக் கால வளர்ச்சிக்கு வித்திட்டன. கலப்பு இணைதிறன் கொண்ட இரும்பு-சயனைடு அணைவுச்சேர்மமான புருசியன் நீலம்1706 ஆம் ஆண்டில் சாயம் உருவாக்குநர் யோவான் யாக்கோப்பு டையசுபேச்சால் தயாரிக்கப்பட்டது. உலோகம்-கார்பன் பிணைப்பு கொண்ட இச்செயற்கைப் பொருள் முதலாவது அணைவு பலபடியாகக் கருதப்படுகிரது. ஆனாலும் எப்போதும் இது ஒரு கரிம உலோகச் சேர்மமாகக் கருதப்படுவதில்லை.  
நிலக்கரி மற்றும் பெட்ரோலியம் ஆகியவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் ஏராளமான மற்றும் பல்வேறுபட்ட பொருட்கள் சீக்ளர்-நட்டா வினையூக்கி, பிசர்-டிரோப்சு செயல்முறை, ஐதரோபார்மைலேற்றம் போன்ற செயல்முறைகள் தோன்ற காரணமாயின. CO, H2, மற்றும் ஆல்க்கீன்கள் முதலியவற்றை மூலப்பொருள்களாகவும் ஈந்தனைவிகளாகவும் இச்செயல்முறைகளில் பயன்படத் தொடங்கின.  
எர்னசுட்டு பிசர் மற்றும் சியோப்ரி வில்கின்சன் ஆகியோருக்கு மெட்டலோசின் ஆய்வுக்காக  நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. இது கரிம உலோக வேதியியல் பிரிவுக்கு கிடைத்த மிகப் பெரிய அங்கீகாரமாகும். 2005 ஆம் ஆண்டில் யுவெசு சாவின், இராபர்ட்டு எச் கிரப்சு, ரிச்சர்டு ஆர் சிக்ராக் மூவரும் மற்றொரு கரிம உலோக ஆய்வுக்காக நோபல் பரிசை பகிர்ந்து கொண்டனர்.

தொழிற்சாலை பயன்பாடுகள் 
கரிம உலோகச் சேர்மங்கள் வணிகம் சார்ந்த வேதிவினைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒருபடித்தான் வினையூக்கிகளாகவும்  விகிதவியல் வினையாக்கிகளாகவும் இவை செயல்படுகின்றன. கரிம இலித்தியம், கரிமமக்னீசியம், கரிம அலுமினியம் சேர்மங்கள் இதற்கு உதாரணங்களாகும். இந்த எடுத்துக்காட்டு சேர்மங்கள் உயர் காரங்களாகவும் ஒடுக்கும் பண்பு கொண்டவையாகவும் உள்ளன. இவை பல பலபடியாக்கல் வினைகளை வினையூக்கம் செய்கின்றன. 
கார்பன் ஓராக்சைடு பங்கேற்கும் அனைத்து வினைகளையும் கரிம உலோக வினையூக்கிகள் நிகழ்த்துகின்றன. கார்பனைலேற்ற வினைகள் இதற்கு எடுத்துக்காட்டாகும். மெத்தனால் மற்றும் கார்பன் ஓராக்சைடு வினைபுரிந்து அசிட்டிக் அமிலம் உருவாகும் மன்சாண்டோ செயல்முறை உலோக கார்பனைல் அணைவுகளால் வினையூக்கம் செய்யப்படுகின்றன. 
ஆல்க்கீனிலிருந்து தருவிக்கப்படுகின்ற பலபடிகள் உருவாக்கப்படும் அனைத்து வினைகளும் கரிம உலோக சேர்மங்கள வினையூக்கம் செய்கின்றன. உலகில் உற்பத்தி செய்யப்படும் பாலியெத்திலீன் மற்றும் பாலிபுரோப்பைலீன் பலபடிகள் சீக்ளர் நட்டா செயல்முறையில் உருவாக்கப்படுகின்றன. இச்செயல்முறையில் கரிம உலோகச் சேர்மங்கள் வினையூக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன.

மேற்கோள்கள்

புற இணைப்புகள் 

 MIT OpenCourseWare: Organometallic Chemistry 
 Rob Toreki's Organometallic HyperTextbook
  web listing of US chemists who specialize in organometallic chemistry