改訂新版 世界大百科事典 「鉄カルボニル」の意味・わかりやすい解説
鉄カルボニル (てつカルボニル)
iron carbonyl
鉄に一酸化炭素が配位した錯体。純鉄カルボニル分子としては［Fe（CO）5］，［Fe2（CO）9］，［Fe3（CO）12］があり，純鉄カルボニルイオンとしては［Fe（CO）4］2⁻，［Fe2（CO）8］2⁻，［Fe3（CO）11］2⁻，［Fe4（CO）13］2⁻がある。このほか他の配位子を含む多数の誘導体が知られている。
ペンタカルボニル鉄（0）
化学式Fe（CO）5。酸化鉄（Ⅲ）を還元して得た粉状の鉄を，一酸化炭素中，200気圧で180～200℃に加熱すると得られる。淡黄色液体。融点－20℃，沸点103℃，比重1.46（20℃）。分子構造はCOのCが酸化数0の鉄に配位した三方両錐形五配位錯体である（図）。光を当てるとFe2（CO）9とCOとに分解する。水に不溶，ベンゼン，石油エーテル，エーテル，アルコール，アセトン，氷酢酸，四塩化炭素などに可溶。液体塩化水素と反応してヒドリド錯体［Fe（CO）5H］⁺を生じ，アルカリ水溶液によりヒドリド錯体［Fe（CO）4H］⁻を生ずる。有用な脱ハロゲン化剤およびカルボニル化剤で，たとえばSnCl2と反応してSn［Fe（CO）4］4のような異種金属をもつ多核カルボニル錯体を生ずる。気体を200～250℃に加熱すると純鉄が得られ，これは電磁気材料，合金，触媒，粉末冶金等に用いられる。褐色瓶に入れ，冷暗所に貯蔵する。有毒。市販品がある。
エンネアカルボニル二鉄（0）
化学式Fe2（CO）9。Fe（CO）5を氷酢酸に溶かし，光を照射すると得られる。金属光沢のある橙黄色板状結晶。比重2.085（18℃）。室温では安定であるが，100～120℃で分解してFe（CO）5となる。高真空中では35℃で昇華する。分子構造は，三つのCOが二つのFeに橋架けした複核錯体で，反磁性を示すことからFe－Fe結合を含むと考えられる。有機溶媒に不溶。多くの有機溶媒と反応してFe（CO）5，あるいはその置換体を生ずる。
ドデカカルボニル三鉄（0）
化学式Fe3（CO）12。Fe（CO）5とNaOHとから［FeH（CO）4］⁻をつくり，これをMnO2で酸化するか，あるいは［Fe2（CO）9］を有機溶媒中で加熱すると得られる。暗緑色板状結晶，六方晶系。比重1.996（18℃）。反磁性。140℃で分解。分子構造は［Fe2（CO）9］の構造中，一つの橋架けCOをFe（CO）4で置き換え，Feが正三角形になって橋架けをした非対称な三核クラスター錯体と考えられる。水には不溶，有機溶媒およびFe（CO）5に溶ける。光を断てば空気中でかなり安定である。長時間保存する場合には窒素中に保存する。このさい発火性物質を生ずることがあるので注意を要する。少量のメチルアルコールで安定化した市販品がある。
誘導体
ハロゲン化物としてFe（CO）4X2，Fe（CO）5X2，Fe（CO）2X2，Fe（CO）2X，Fe2（CO）8I2などがあり，ヒドリド錯イオンとしては［Fe（CO）4H］⁻，［Fe2（CO）8H］⁻，［Fe3（CO）11H］⁻，［Fe4（CO）13H］⁻がある。各種のアンミン，アミン，ホスフィン，イソニトリル，チオアルコールなどの配位したものが知られており，π錯体としては［Fe（CO）3X］（X＝ブタジエン，シクロブタジエン，1，5-シクロオクタジエンなど），［Fe（C5H5）（CO）2］2（C5H5＝シクロペンタジエニル）などがある。そのほか，硫化物錯体［Fe3S2（CO）9］，ニトロジル錯体［Fe（CO）2（NO）2］，炭化物錯体［Fe5（CO）15C］などがある。
執筆者：近藤 幸夫
出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報