金屬羰基化合物

一氧化碳以毒著稱，它之所以能致命，正是因為它抓住你血液中血紅蛋白裡那個鐵的力氣，比氧氣強得多。同樣這種兇狠的抓握若善加利用，便使一氧化碳成為整個化學界最受寵愛的配體之一。金屬羰基化合物是指一個或多個 CO 分子結合到金屬上的配合物，那個金屬通常是低價過渡金屬，而這類化合物正是有機金屬化學的奠基家族。

每個 CO 都以碳原子端朝裡地結合，而這條鍵是雙向通行的。碳上的孤對電子給入金屬的空軌道（sigma 給予），與此同時金屬充滿的 d 軌道又把電子密度推回到 CO 空著的反鍵 pi 軌道裡（pi 反饋）。由於兩股電流彼此加強，這條鍵格外牢固；這種協同圖像被稱為協同鍵（synergic bond）。反饋有一個看得見的指紋：它把電子灌進會削弱碳氧鍵的軌道，於是 C-O 伸縮振動向低頻移動。游離 CO 在約 2143 波數處伸縮；端式結合到金屬上時通常降到大約 1850 到 2120，而橋連兩個金屬的 CO 還會降得更低。讀這些紅外伸縮頻率，就能告訴化學家金屬有多富電子、CO 是如何結合的。

金屬羰基之所以重要，一是因為協同的給體-受體圖像最初正是在這裡被理解的，二是因為它們至今在工業和實驗室裡都居於核心。四羰基鎳 Ni(CO)4 是提純鎳的蒙德法（Mond process）的基礎；鐵、鈷的羰基物是催化劑和試劑；而 CO 作為關鍵的建築模塊，在氫甲醯化以及孟山都、卡蒂瓦醋酸工藝中被編織進產物裡。許多簡單金屬羰基如此乾淨地服從十八電子規則，以至於你只要數到十八就能預測它們的分子式——Cr(CO)6、Fe(CO)5、Ni(CO)4。它們也清醒地提醒著有機金屬物的危險：多數都易揮發且有毒，四羰基鎳尤其危險。