金属羰基化合物

一氧化碳以毒著称，它之所以能致命，正是因为它抓住你血液中血红蛋白里那个铁的力气，比氧气强得多。同样这种凶狠的抓握若善加利用，便使一氧化碳成为整个化学界最受宠爱的配体之一。金属羰基化合物是指一个或多个 CO 分子结合到金属上的配合物，那个金属通常是低价过渡金属，而这类化合物正是有机金属化学的奠基家族。

每个 CO 都以碳原子端朝里地结合，而这条键是双向通行的。碳上的孤对电子给入金属的空轨道（sigma 给予），与此同时金属充满的 d 轨道又把电子密度推回到 CO 空着的反键 pi 轨道里（pi 反馈）。由于两股电流彼此加强，这条键格外牢固；这种协同图像被称为协同键（synergic bond）。反馈有一个看得见的指纹：它把电子灌进会削弱碳氧键的轨道，于是 C-O 伸缩振动向低频移动。游离 CO 在约 2143 波数处伸缩；端式结合到金属上时通常降到大约 1850 到 2120，而桥连两个金属的 CO 还会降得更低。读这些红外伸缩频率，就能告诉化学家金属有多富电子、CO 是如何结合的。

金属羰基之所以重要，一是因为协同的给体-受体图像最初正是在这里被理解的，二是因为它们至今在工业和实验室里都居于核心。四羰基镍 Ni(CO)4 是提纯镍的蒙德法（Mond process）的基础；铁、钴的羰基物是催化剂和试剂；而 CO 作为关键的建筑模块，在氢甲酰化以及孟山都、卡蒂瓦醋酸工艺中被编织进产物里。许多简单金属羰基如此干净地服从十八电子规则，以至于你只要数到十八就能预测它们的分子式——Cr(CO)6、Fe(CO)5、Ni(CO)4。它们也清醒地提醒着有机金属物的危险：多数都易挥发且有毒，四羰基镍尤其危险。