Heteropolymetaláty

Heteropolymetaláty jsou polyoxometaláty obsahující tři nebo více oxoaniontů přechodných kovů propojených atomy kyslíku za vzniku trojrozměrných molekulových sítí. Oproti isopolymetalátům, obsahujících atomy jednoho kovu, jich mají více. Těmito kovy jsou nejčastěji prvky 6. skupiny (Mo, W), méně často prvky 5. skupiny (V, Nb, Ta) ve svých nejvyšších oxidačních číslech. Vzniklé sloučeniny bývají obvykle bezbarvé až oranžové a diamagnetické. Většina heteropolymetalátů obsahuje též fosforečnanové nebo křemičitanové oxoanionty; jsou ale také známy odchylky od těchto struktur.

Struktura Některé druhy struktur se opakují; například Kegginův ion je běžný u molybdenanů i wolframanů s různými centrálními heteroatomy. Kegginovy a Dawsonovy struktury mají tetraedricky koordinované heteroatomy, například P nebo Si, a u Andersonových struktur je centrální atom, například hliník, oktaedrický.

200px|Hexamolybdenan200px|Struktura fosfowolframanového aniontu200px|Dawsonův ion Strandbergova struktura, [HP2Mo5O23]4− Kegginova struktura, [XM12O40]n− Dawsonova struktura, [X2M18O62]n−200px|Andersonův ion200px|Allmanův–Waughův ion200px|Weakleyův–Yamaseův polyoxometalát200px|Dexterův–Silvertonův polyoxometalát Andersonova struktura, [XM6O24]n− Allmanova–Waughova struktura, [XM9O32]n− <small>Weakleyova–Yamaseova struktura, [XM10O36]n− Dexterova–Silvertonova struktura, [XM12O42]n−

Heteropolykyseliny Heteropolymetaláty bývají tepelně stálejší než homopolymetaláty, což je způsobeno stabilizujícími účinky tetraedrických oxoaniontů, které „slepují“ dohromady přechodné kovy a oxostruktury. Jedním z důsledků tohoto jevu je možnost izolovat je jako kyseliny, což u homopolymetalátů obvykle možné není. Patří sem například:

Kyselina křemičito-wolframová, H4SiW12O40·n H2O Kyselina fosfomolybdenová, H3Mo12PO40·n H2O Kyselina fosfowolframová, H3W12PO40·n H2O

Izomerie Kegginova struktura má 5 izomerů, které lze odvodit otáčeními jedné nebo více ze čtyř skupin M3O13 o 60°.

Použití thumb|Alfa izomer polyoxovanadátu V14Sb8O42; jednotlivé izomery se od sebe liší vzájemným umístěním půlkruhů. Tyto polyoxovanadáty mohou být propojeny například oktaedrickými nikelnatými ionty.

Tyto kyseliny se používají jako katalyzátory.

200px|náhled|right|Dawsonův ion, [X2M18O62]n− Heteropolykyseliny se běžně používají jako heterogenní a homogenní katalyzátory, často ty založené na Keginově struktuře, protože se vyznačují tepelnou stálostí, vysokou kyselostí, a výraznými oxidačními účinky.

K reakcím katalyzovaným heteropolykyselinami patří:"Oxide catalysts in solid state chemistry". T Okuhara, M Misono. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Editor R Bruce King (1994). John Wiley and Sons

Homogenní katalýza hydrolýza propenu na propan-2-ol za katalýzy H3PMo12O40 a H3PW12O40 Prinsova reakce (H3PW12O40) polymerizace tetrahydrofuranu pomocí H3PW12O40 Heterogenní katalýza dehydratace propan-2-olu na propen a methanolu na uhlovodíky za přítomnosti H3PW12O40 přeměna hexanu na 2-methylpentan (isohexan) za katalýzy H3PW12O40 na SiO2 Homogenní oxidace cyklohexen + H2O2 na kyselinu adipovou za přítomnosti H3PMo6V6O40 ketony + O2 na kyseliny a aldehydy za přítomnosti H3PMo6V6O40

Reference

Kategorie:Kyseliny Kategorie:Katalyzátory

Heteropolymetaláty

Źródło i licencja