સૅન્ડવિચ-સંયોજનો (Sandwich compounds)

January, 2008

૨૩.૩૦ : સેન્ટ પીટર્સબર્ગથી સેન્દ્રક વંશ (ઈસવી સનની સાતમી સદી)

સૅન્ડવિચ–સંયોજનો (Sandwich compounds) : જેમાં ધાતુનો પરમાણુ કે આયન બે કે વધુ સમતલ સંલગ્નીઓ (ligands) વચ્ચે પ્રગૃહીત (trapped) હોય તેવાં સંકીર્ણ સંયોજનો માટેનું જાતિગત (generic) નામ. જો ત્રણ સંલગ્ની વચ્ચે બે ધાતુ આયનો ગોઠવાયેલાં હોય તો તેને દ્વિમાપી (double decker) સૅન્ડવિચ-સંયોજન કહે છે.

ફેરોસીનની સંરચના

સૌથી પહેલું સૅન્ડવિચ-સંયોજન 1951માં બે અલગ અલગ સંશોધનજૂથો દ્વારા એકબીજાંથી સ્વતંત્ર રીતે બે જુદી જુદી પદ્ધતિઓ દ્વારા બનાવાયેલું. એક રીતમાં સાઇક્લોપેન્ટાડાઇનાઇલ મૅગ્નેશિયમ બ્રોમાઇડ(ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક)નું નિર્જળ ફેરિક ક્લોરાઇડ વડે ઉપચયન કરતાં ડાઇસાઇક્લોપેન્ટાડાઇનાઇલ આયર્ન (II) [(C₅H₅)₂Fe] નામનું સંયોજન મેળવાયેલું, જેને ફેરોસીન (ferrocene) નામ આપવામાં આવ્યું હતું. આ સંયોજન અન્ય રીતે પણ મેળવાયું છે (વિશ્વકોશ ખંડ 12). અહીં બે સાઇક્લોપેન્ટાડાઇન વલયોની વચ્ચે આયર્ન (Fe) પરમાણુ ગોઠવાયેલો છે. (જુઓ આકૃતિ) ફેરોસીનની વિશિષ્ટતા તેનો ઍરોમેટિક સ્વભાવ છે.

સારણી

સંયોજન	દેખાવ	ગ.બિં. (0° સે.)	અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉન	અન્ય ગુણધર્મો
(η⁵C₅H₅)₂Fe	નારંગી સ્ફટિકો	174	0	કપૂર જેવી વાસ; Ag⁺(aq), મંદ HNO₃ વડે ઉપચયન
(⁵C₅H₅)₂Cr	સિંદૂરી સ્ફટિકો	173	2	હવા પ્રત્યે સંવેદન- શીલ; HClમાં દ્રાવ્ય થઈ ભૂરો કૅટાયન આપે છે.
(η⁵C₅H₅)₂Ni	ચમકદાર લીલો	173એ વિઘટન	2	ઘન રૂપે હવામાં સ્થાયી; ઉપચયન થતાં Cp2Ni⁺ આપે છે.
(η⁵C₅H₅)₂Co⁺	જલીય દ્રાવણમાં પીળા આયન રૂપે		0	સ્થાયી પ્રબળ બેઝ; અનેક લવણો બનાવે છે; ~ 400° સુધી સ્થાયી.
(η⁵C₅H₅)₂TiCl₂	ચમકદાર લાલ સ્ફટિકો	230	0	પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય; Al-આલ્કીલ્સ સાથે બહુલીકરણ ઉદ્દીપક આપે છે.
(η⁵C₅H₅)₂WH₂	પીળા સ્ફટિકો	163	0	હવામાં સાધારણ સ્થાયી; બેન્ઝિન વગેરેમાં દ્રાવ્ય; ઍસિડમાં દ્રાવ્ય થઈ આયન આપે છે.

સૅન્ડવિચ-પ્રકારનાં અનેક સંયોજનો હવે બનાવી શકાયાં છે અને આ બધાં હવે મેટલોસીન્સ (metallocenes) તરીકે ઓળખાય છે. ટૅક્નિકલ યુનિવર્સિટી, મ્યૂનિકના અર્ન્સ્ટ ઓ ફિશર અને ઇમ્પીરિયલ કૉલેજ, લંડનના જ્યૉફ્રે વિલ્કિંનસને એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે આવાં કાર્બધાત્વિક (organometallic) સૅન્ડવિચ-સંયોજનો અથવા મેટલોસીન્સ પર વધુ સંશોધન કરવા બદલ તેમને 1973નો રસાયણશાસ્ત્ર માટેનો નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવેલો.

હવે તો 5, 6, 7, તથા 8 સભ્યોવાળાં વલયો ધરાવતાં મેટલોસીન સંયોજનો પણ મેળવાયાં છે. આવાં સંયોજનોમાં ઝિર્કોનિયમ, મૅંગેનિઝ, કોબાલ્ટ, નિકલ, ક્રોમિયમ તથા યુરેનિયમ ધાતુ-તત્ત્વ તરીકે હોય છે. કેટલાક ડાઈ-η⁵-સાઇક્લોપેન્ટાડાઇનાઇલ ધાતુ-સંયોજનોના ગુણધર્મો ઉપરની સારણીમાં આપ્યાં છે.

ફેરોસીન ઉપરાંત અન્ય વલયો ધરાવતાં કેટલાંક સંયોજનો નીચે દર્શાવ્યાં છે :

ધાતુ કાર્બોનિલ સંયોજનોની મદદ વડે અર્ધ-સૅન્ડવિચ સંયોજનો પણ બનાવાયાં છે. નીચે થોડાંક ઉદાહરણો દર્શાવ્યાં છે :

ઇંધન તેલમાં ફેરોસીન ઉમેરવાથી તેની દહનક્ષમતા વધે છે તથા ધુમાડો ઓછો થાય છે. તે અપસ્ફોટરોધી તરીકે, ઉદ્દીપક તરીકે, પ્રક્ષેપાસ્ત્રો તેમજ ઉપગ્રહ ઉપર વિલેપન કરવા, ઊંચા તાપમાનવાળા સ્નેહક તરીકે તથા ઉચ્ચ તાપમાન-બહુલક માટે મધ્યસ્થી સંયોજન તરીકે ઉપરાંત UV શોષક તરીકે વપરાય છે.

જ. પો. ત્રિવેદી