14.5. Металлоорганические и элементоорганические соединения элементов 14-й группы

Металлоорганические соединения со связью элемент-углерод, весьма характерны для 14-й группы. Естественно, что углерод принимает участие в образовании всех известных МОС, так сказать, с «органической стороны», входя в состав углеводоредных радикалов, образующих МОС. Кремний и германий, химические свойства которых в той или иной мере имеют неметаллический характер, правильнее называть ЭОС - элементоорганическими, а не металлоорганическими, поскольку кремний и в какой-то мере германий не являются элементами-металлами. Напротив, их тяжелые аналоги - олово и свинец - образуют уже настоящие МОС. Они очень устойчивы благодаря способности к химической связи с углеродом за счет дополнительного эффекта поляризации.

ЭОС кремния - обширная область химии. Алкилпроизводные кремния, т.е. соединения типа SiR_n, где R - алкильный радикал, значительно более устойчивы, чем силаны. Таких соединений очень много, они гораздо больше похожи по своей химической активности на углеводороды, чем на силаны, в частности, они не воспламеняются на воздухе.

Наиболее важны ЭОС кремния, содержащие кислород. Такие кремнийорганические соединения (R - углеводородный радикал) легко полимеризуются в результате образования кремнийкисло-родных цепочек (а), цепочек с участием азота (б), кремнийуглеродных (в) и углеродных (г) цепочек:

Практическое использование кремнийорганических соединений огромно. На основе кремнийорганических полимеров, таких как силиконы (см. разд. 14.3.3.3) и др., изготавливают различные смазки, каучуки, клеи, связующие для пластмасс и др. Очень ценным свойством полимерных кремнийорганических соединений является широкий интервал температур, приемлемых для эксплуатации соответствующих изделий (от -90 до +300⁰С). Например, кремнийорганические резины, обладающие тепло-, морозо-, атмосфероустойчивостью, газонепроницаемостью, высокими диэлектрическими параметрами, не выделяющие вредных продуктов при горении, физиологически инертные, применяются в холодильной технике, для защиты космических аппаратов, для изоляции проводов и т. д.

Органические производные германия. Известно большое число органических соединений германия (CH₃)₄Ge, (C₆H₅)₄Ge, (CH₃)₃GeBr, R₃Ge(OH), (R₃Ge)₂SO₄ и т. д., которые можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в моногермане и полигерманах на органические радикалы.

Некоторые органические соединения германия входят в состав теплоносителей и жидкостей для гидравлических систем, а также в состав смазочных веществ.

МОС олова (II) немногочисленны. Все они склонны к полимеризации и обладают сильными восстановительными свойствами.

Напротив, МОС олова (IV) занимают значительное место в химии олова, их можно разделить на следующие группы:

1) симметричные Sn-органические соединения типа R₄Sn;

2) несимметричные Sn-органические соединения типа R₂SnR₂;

3) алкилоловогалогениды типа R₂SnX₂;

4) кислородные соединения типа (R₃Sn)₂O;

5) сульфиды (R₃Sn)₂S;

6) гидриды R_nSnH_4-n;

7) производные ЩЭ типа R₃Sn(ЩЭ);

8) гексаалкил- и гексаарилдистаннаты R₃-Sn-Sn-R₃.

Известны Sn-органические линейные полимеры типа [Sn(CH₃)₂]_n, где n = 12 - 20, и циклические типа [(C₂H₅)₂Sn]_n;, где n = 6 или 9.

Оловоорганические соединения - антиоксиданты для каучуков и катализаторы образования полиуретанов, эффективные стабилизаторы поливинилхлорида. Соли диалкилолова применяются в ветеринарной практике, соединения ряда триалкилолова - в качестве фунгицидов и антисептиков.

Все оловоорганические соединения очень токсичны.

Свинецорганические соединения. Для свинца (II) известно всего несколько МОС. Почти все свинецорганические соединения являются производными свинца (IV). Известны следующие типы свинецорганических соединений: R₄Pb, R₃PbX, R₃Pb-PbR₃, R₂PbX₂, RPbX₃, R₂PbO, RPb(O)OH.

Наибольшее значение имеют тетраалкильные производные свинца. Их получают путем взаимодействия сплава Pb/Na с галогеналкилами:

4RX + 4Pb/Na  R₄Pb + 4NaX + 3Рb.

Тетраметилсвинец Pb(CH₃)₄ часто используется в качестве источника метальных радикалов, а тетраэтилсвинец Рb(С₂Н₅)₄ пока еще используется как антидетонатор (очень токсичный) для легкого моторного топлива.