二茂铁基础知识

二茂铁维基百科，自由的百科全书跳转到：导航, 搜索二茂铁IUPAC名bis(η5-cyclopentadienyl)iron(II)别名双环戊二烯基合铁（II）、环戊二烯基铁、环戊二烯铁识别CAS号102-54-5 PubChem 11985121性质化学式C10H10Fe摩尔质量186.04 g·mol−1外观橘黄色固体密度(20°C) 2.69 g/cm³熔点174 °C沸点249 °C在水中的溶解度不可溶在大多数有机溶剂中的溶解度可溶相关物质相关化学品二茂钴、二茂镍二茂铬、二苯铬若非注明，所有数据来自25 °C，100 kPa。

二茂铁（英文：Ferrocene），或称环戊二烯基铁，是分子式为Fe(C5H5)2的有机金属化合物。

二茂铁是最重要的金属茂基配合物，也是最早被发现的夹心配合物[1]，包含两个环戊二烯环与铁原子成键。

目录[隐藏]• 1 制备• 2 历史• 3 电子结构• 4 物理性质• 5 化学性质o 5.1 与亲电试剂反应o 5.2 锂化反应o 5.3 氧化还原反应• 6 二茂铁及衍生物的应用o 6.1 抗震剂o 6.2 医药方面o 6.3 材料学o 6.4 配体•7 衍生物•8 参考资料及注释•9 延伸阅读•10 外部链接[编辑]制备二茂铁可通过很多方法制备，比较常用的包括令环戊二烯基钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应：FeCl2 + 2C5H5Na → 2NaCl + (C5H5)2Fe另一种方法是氯化亚铁与环戊二烯在一种碱（如三乙胺、二乙胺等）存在下反应：FeCl2 + 2C5H6 + 2Et3N → (C5H5)2Fe + Et3NHCl[编辑]历史富瓦烯错误的二茂铁结构二茂铁的发现纯属偶然。

1951年，杜肯大学的 Pauson 和 Kealy 用环戊二烯基溴化镁处理氯化铁，试图得到二烯氧化偶联的产物富瓦烯（Fulvalene，如图），但却意外得到了一个很稳定的橙黄色固体。

二茂铁的环间距
【实用版】
目录
1.介绍二茂铁的结构和特性
2.讨论二茂铁的环间距对其性质的影响
3.阐述如何测量二茂铁的环间距
4.总结二茂铁的环间距的重要性和应用前景
正文
二茂铁是一种具有特殊结构的有机金属化合物，由两个茂环（分别为茂醇环和茂碳环）与一个铁原子配位而成。

这种化合物具有许多独特的性质，如高度的稳定性、磁性、光电性能等，这些性质很大程度上取决于其结构特征，特别是环间距。

二茂铁的环间距对其性质有重要影响。

例如，环间距的大小直接影响到化合物的磁性，较远的环间距会导致较弱的磁性，而较近的环间距则会产生较强的磁性。

此外，环间距还会影响到二茂铁的光电性能和化学反应性。

测量二茂铁的环间距的方法通常采用 X 射线衍射技术。

通过 X 射线衍射，可以获得二茂铁分子的精确三维结构，从而计算出其环间距。

此外，近年来，计算机模拟技术也得到了广泛应用，可以在理论上预测二茂铁的环间距，为实验研究提供参考。

二茂铁的环间距对其性质具有重要影响，因此对其环间距的研究具有重要意义。

了解二茂铁的环间距可以为其应用提供理论指导，如在磁性材料、光电材料、催化剂等方面的应用。

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二茂铁相对原子质量二茂铁是一种具有特殊结构的有机化合物，其相对原子质量为186.04 g/mol。

它由两个茂金属环（Cp）和一个铁原子组成，具有许多重要的化学和物理性质。

本文将详细介绍二茂铁的结构、合成方法、性质以及在化学和材料科学领域中的应用。

二茂铁的结构非常独特，它由一个五元环茂金属环和一个六元环茂金属环组成，两个茂金属环通过一个铁原子连接在一起。

茂金属环是由五个碳原子和一个金属原子（通常是铁、钴或镍）组成的环状结构，而且每个碳原子上都带有一个苯环。

这种特殊的结构使得二茂铁具有许多独特的性质和应用。

二茂铁可以通过多种方法合成，最常用的方法是将茂金属化合物与氯化铁反应。

这种反应会将茂金属环上的一个氢原子替换为一个铁原子，形成二茂铁。

此外，还可以通过将铁原子与环状烯烃反应来合成二茂铁。

这些合成方法简单易行，产率较高，因此在实验室和工业生产中得到了广泛应用。

二茂铁具有许多重要的化学和物理性质。

首先，由于茂金属环的存在，二茂铁具有良好的稳定性和热稳定性。

它在高温下不易分解，可以在许多反应中作为催化剂或反应物使用。

其次，二茂铁具有良好的电子传导性能，可以作为电子材料用于制备有机电子器件。

此外，二茂铁还具有磁性和光学性质，可以用于制备磁性材料和光学材料。

在化学领域中，二茂铁被广泛应用于有机合成反应中。

由于其稳定性和催化活性，它可以作为催化剂用于催化氢化反应、羰基化反应和烯烃聚合反应等。

同时，二茂铁还可以参与诸如氧化反应、还原反应和取代反应等多种反应。

这些反应在有机合成中具有重要的地位，而二茂铁的应用使得这些反应更加高效和可控。

在材料科学领域中，二茂铁也有着广泛的应用。

由于其独特的电子传导性能和光学性质，它可以用于制备有机电子器件和光电子器件。

例如，二茂铁可以用于制备有机场效应晶体管、有机发光二极管和有机太阳能电池等。

这些器件在电子工业和能源领域有着广泛的应用前景。

二茂铁是一种具有独特结构和性质的有机化合物。

二茂铁的溶解二茂铁，是一种金属有机化合物，它是由两个茂基环之间亚铁离子构成。

二茂铁具有很高的热稳定性和化学稳定性，它在化学反应中起着非常重要的作用。

在本文中，我们将探讨二茂铁的溶解性质。

首先，二茂铁最常见的溶解剂是有机溶剂，如氢氧化钠、乙醇、苯、甲醇等。

这些有机溶剂的共同点是它们具有较强的极性，能够适当地分解二茂铁分子之间的一些键，并能够通过茂基环的π电子系统与二茂铁形成氢键，因而能够很好地溶解二茂铁。

在氢氧化钠水溶液中，二茂铁可以与空气中的氧气发生反应，形成二茂铁氧化物。

当然，如果需要制备二茂铁氧化物，也可以直接将二茂铁挥发于空气中，使它与氧气反应。

其次，二茂铁可以在一些非极性溶剂中固体存在。

这些非极性溶剂包括乙烷、正十二烷、氯仿等。

在这些非极性溶剂中，由于没有极性分子可以与二茂铁分子之间形成氢键，因此二茂铁的分子间作用力相对较大，它们可以通过茂基间键形成稳定的堆积结构，从而在非极性溶剂中固体存在。

除了液态溶剂和固态溶剂，二茂铁甚至可以在一些气态溶剂中稳定存在。

最常见的例子是氦，它是一种非极性气体，因此可以与二茂铁分子间相互作用，形成稳定的二茂铁嵌入体。

另外，像氮气、氧气等气体，由于它们比较极性，因此不能与二茂铁稳定结合。

最后，二茂铁的溶解还具有一定的温度效应。

例如，当二茂铁溶于正十二烷中时，随着温度的升高，二茂铁的溶解度也会相应地增加。

这是因为高温下分子热运动增强，二茂铁分子的运动能力增加，可以更好地与正十二烷相互作用。

总之，二茂铁是一种非常重要的金属有机化合物，在许多化学反应中起着关键作用。

其溶解性质取决于溶剂的性质，以及二茂铁分子之间的相互作用力。

该领域仍有大量的研究可供深入探索。

二茂铁别名：环戊二茂铁；双环戊二烯基铁CAS NO：102-54-5分子式：（C5H5）2Fe丰度二茂铁质谱图二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。

常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。

熔点172度-174度，沸点249度，100℃以上能升华;不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。

与酸、碱、紫外线不发生作用，化学性质稳定，400度以内不分解。

其分子呈现极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性，其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。

主要性能指标：外观橙色粉末纯度＞99%熔点172～174℃游离铁≤200 ppm甲苯不溶物≤0.3 %用途：（1）用作节能消烟助燃添加剂：可用于各种燃料，如柴油、汽油、重油、煤炭等。

车用柴油中加入0.1%的二茂铁，可节约燃料油10-14%，提高率10-13%，尾气中烟度下降30-80‰。

另外，在重油中加入0.3‰，煤炭中加入0.2%的二茂铁，都可使燃料消耗下降，同时，烟度下降30%。

（2）用作合成汽油、人造液化气的添加剂：在合成气油中加入0.01-0.5%的二茂铁及相关添加剂，可配成相当于80#、85#、90#的各种人工合成汽油；在甲醇中添加0.03%的二茂铁，可配成燃烧值为3372-38656 KJ-KG的人造液化气；在甲醇、乙醇的混合溶液中加入0.005%-0.008%二茂铁，可配成新型高效民用燃料。

（3）用作汽油抗爆剂：二茂铁可代替汽油中有毒的四乙基铅作为抗爆剂，制成高档无铅汽油，以消除燃油排出物对环境的污染及对人体的毒害。

如有汽油中加入0.0166-0.0332g/L的二茂铁和0.05-0.1g/L乙酸叔丁酯，辛烷值可增加4.5-6。

（4）二茂铁可用作聚合催化剂，以及硅树脂、橡胶的熟化剂：二茂铁的有些生物可阻止聚乙烯对光的降解作用，用于农用地膜，可在一定时间内使其自然降解裂碎，不影响耕作施肥。

另外，二茂铁还可用作聚忆烯、聚丙烯、聚酯纤维的保护剂，改进塑料、橡胶、纤维的热稳定性。

二茂铁理化性能
二茂铁
介绍
执行标准：
Q/TY·J08.04-
2010
英文名：
Ferrocene
中文别名：
双环戊二烯合铁
CAS NO：
102-54-5
理化性能
1、理化性能：
1.1、分子式：C10H10Fe
1.2、分子量：186.03
1.3、现行分子式：Fe(C5H5)2
1.4、二茂铁结构式：
1.5、理化性状：桔黄色针状结晶，沸点249 ℃，100 ℃以上升华，不溶于水。

在空气中稳定，具有强烈吸收紫外线的作用，对热相对稳定。

2、技术指标
项目名称三级品二级品一级品晶体二茂铁二茂铁质量分数，％(m/m) ≥99≥99≥99≥99
熔点，℃170~174 170~174
游离铁，ppm ≤ 300≤ 200≤ 100≤ 100
甲苯不溶物≤0.1≤0.1
1）二茂铁可作为燃料的节能消烟剂、抗暴剂。

2）还可用于制作合成氨催化剂、橡胶熟化剂。

3）可代替汽油中有毒的四乙烯铅作为抗暴剂，制备高档无铅汽油。

4）用作辐射吸收剂、热稳定剂、光稳定剂及阻烟剂。

本二茂铁产品低毒。

大鼠经口：LD50 > 1320 mg/kg；小鼠经口：LD50 > 832 mg/kg。

编织袋（内衬塑料袋），每袋净重25 kg。

阴凉通风处，桶内充氮气密闭贮存，严禁受热、曝晒，与氧化剂分开存放，保质期为12个月，过期复检合格仍可使用。

运输：运输过程中切勿倒置，避免剧烈碰撞、曝晒，不能与强氧化剂混运。

另外，为满足客户需求，公司可根据客户特殊需求开发、研制产品。

“三明治”化合物——二茂铁摘要二茂铁是一种结构很特殊的化合物，它的发现在金属有机化合物研究中具有里程碑意义。

简介了二茂铁的发现、结构确定、制备和应用。

关键词二茂铁结构制备金属有机化合物二茂铁（Ferrocene）是由1个二价铁离子和2个环戊烯基构成，其化学上的学名是二环戊二烯基铁或双环戊二烯基铁。

由于在其结构中，亚铁离子夹在配体环戊二烯基之间，形似夹心面包，因此二茂铁也被形象地戏称为“三明治”化合物。

二茂铁的发现可以说是有机金属化学研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了金属有机化合物研究的新领域，促进了金属有机化学的发展。

1二茂铁的发现1951年，英国化学家鲍森（P．L．Puason）和基利(T．J．Kealy)首先宣布发现了二茂铁。

它的发现非常具有偶然性。

1949年，鲍森获得博士学位后进入一所大学任助理教授，在那里，他读到了布朗（R．D．Brown）在著名的科学杂志Nature上发表的关于富瓦烯（Fulvalene）的一篇文章。

布朗在文中指出富瓦烯可能具有芳香性，这引起了鲍森的极大兴趣。

于是，鲍森和合作伙伴基利一起在1951年7月开始进行制备富瓦烯的实验。

根据他们的实验设计方案，经过2步反应就可以得到目标产物：首先让两分子的溴化环戊二烯基镁联结生成化合物1（如图1），然后去氢，即可得到富瓦烯。

在第一步反应中，他们选择氯化铁作催化剂，这样做是因为反应中使用的溴化环戊二烯基镁是格氏试剂，它的存在要求体系必须是无水的，而无水状态的氯化铁较之其他的过渡金属卤化物更为常见，并且它溶于醚，可用于格氏试剂使用的环境。

然而实验得到的结果却让人大吃一惊，他们得到了一种黄色的晶体！难道制得了黄色的烃？众所周知，烃类物质一般都是无色的。

很快，他们又用相同的方法制得了一批纯净的晶体，并用元素分析来测量化合物中C、H、O的质量分数。

结果3种元素的质量分数之和却大于100％，这说明化合物中应该存在一种分子量大于O的元素。

经过一些简单的数学计算，鲍森他们很容易地推断出该物质的分子式是C 10 H 10 Fe。

二茂铁氧化
二茂铁（(C5H5)2Fe）是一种具有芳香性的有机铁化合物，它在化学性质上具有一定的氧化性。

二茂铁中的铁原子处于低价态（+2价），容易与氧化剂发生反应，被氧化为更高的价态。

在空气中，二茂铁容易与氧气发生反应，导致铁原子氧化。

为了防止二茂铁在实验过程中被氧化，可以在实验过程中通入氮气，排尽装置中的空气。

这样可以降低氧气与二茂铁接触的机会，从而减少氧化反应的发生。

此外，二茂铁在酸性条件下也可以被氧化。

例如，它可以与过氧化氢（H2O2）反应，生成三价铁离子（Fe3+）：
(C5H5)2Fe + H2O2 + H+ -> (C5H5)2Fe3+ + H2O
总之，二茂铁具有一定的氧化性，在特定条件下可以被氧化为更高的价态。

为了防止氧化反应的发生，可以采取措施如通入氮气、使用酸性条件等。

二茂铁的晶体类型一、二茂铁到底是什么？大家可能听过“二茂铁”这个词，但未必知道它是啥。

简单说，二茂铁是个看起来像“玩具”但却相当厉害的化合物，学术界常用它来研究分子级别的结构和反应。

你可以想象它就像个小小的机械齿轮，外形有点像环状的铁心，上面镶着两个“茂”字形的分子结构。

看起来像个“玩具车”的轮子，但可千万别小看它。

你要知道，二茂铁可是化学界的明星，尤其是在有机金属化学这片小小的舞台上，二茂铁可真是大放光彩。

说白了，二茂铁是由一个铁离子和两个环状的有机分子组成的，它的结构是“多环”的，像个带两个“大耳朵”的“铁质小怪兽”。

它的特别之处不仅仅在于外形，还有它的晶体类型。

晶体类型？听起来是不是有点学术感？别担心，咱们通俗点聊，保你一听就懂。

二、二茂铁的晶体类型二茂铁在固态下其实是有它独特的晶体结构的，这种结构常常被称为“正交晶系”。

别听这个名字很“高大上”，其实它就像是一座砖头垒起来的小屋，每一块砖都跟铁离子和有机环分子紧密配合，紧紧地结合在一起。

你想象一下，晶体中的每一层就像一块平整的“地板”，上面铺着“家具”，每一层的“家具”就好像是那些环状结构分子，安安稳稳地排列着。

有趣的是，二茂铁的晶体类型在不同的温度下也可能会有所不同，像是温度低时，它的结构比较稳定；温度高了些，晶体可能会有点变形，类似于人类在热锅上跳舞一样，轻轻晃动。

所以，它的晶体结构不仅仅跟分子之间的相互作用有关，也跟外部环境的温度密切相关。

感觉有点像我们人类在不同环境下的表现——低温下安静，热起来就不那么“稳当”了。

三、二茂铁的晶体对研究的重要性讲了这么多，大家可能觉得二茂铁的晶体结构有什么用呢？是不是就是个好看的分子结构？二茂铁的晶体结构对研究人员来说非常有用。

它不仅能帮助化学家理解有机金属化合物在固态中的排列方式，还能揭示出铁与有机分子之间的相互作用。

就好像是解开了一道复杂的拼图，研究这些结构能让我们更好地了解这些分子是如何反应的，进而为制造新的材料提供线索。