Elemi lépések

Mint említettük, az átmenetifém-katalizált reakciók egyik fő jellegzetessége az, hogy az esetek nagy részében nem egy lépésben játszódnak le.

Egy katalizátor csökkentheti az aktiválási energiát azáltal is, hogy közelebb hozza a reagáló anyagokat a központi atom segítségével. Hogy ez megvalósulhasson, a koordinációs övezeten belül az üres hely(ek) időnkénti létrejötte alapvető fontosságú. Folyadékfázisban viszont, az oldószermolekulák is tudnak koordinálódni a fémhez; ez versenyt eredményezhet a szubsztrátok és más ligandumok között, ami befolyásolja a termékképződési sebességet. A szubsztrátok vagy termékek erős koordinációja a fémhez hatással van a katalitikus folyamatra, hasonlóan az adszorpcióhoz és deszorpcióhoz a heterogén katalízisben. A helyettesítési reakciók asszociatív vagy disszociatív mechanizmusokon keresztül mennek végbe, az asszociatív folyamat elsősorban a 9. és 10. csoportbeli fémek síknégyzetes komplexeiben gyakori.

Összefüggés van a ligandumok térkitöltése és azok disszociációs hajlandósága között. Az 5.1. ábrán a jól ismert Wilkinson-komplex (RhCl(PPh₃)₃) és annak PH₃ ligandumot tartalmazó analógja látható. A két ligandum viszonylag hasonló Lewis-bázicitással rendelkezik, így a trifenilfoszfin ligandum jobb disszociációs hajlandósága egyértelműen a sztérikus gátlás következtében megfigyelhető, kb. 0.01 kötéstávolság-különbséggel van összefüggésben.

5.1. Ábra: A Wilkinson-komplex és annak egyszerűsített változatának DFT módszerrel számított szerkezete. A kötéstávolságok mértékegységben vannak megadva.

Az 5.2 ábrán egy kissé mesterkélt, de remélhetőleg szemléletes összeállítás látható, melynél egy négy különböző ligandumot tartalmazó (hidrid, alkil, karbonil, alkén) síknégyzetes fémkomplex produkálja a katalitikus reakciók során gyakrabban előforduló elemi lépéseket.

5.2. Ábra: Főbb elemi lépések szemléltetése egy átmenetifém-hidrido-alkil-etilén komplex különféle reakcióin keresztül

Mégsem Ment Töröl