二茂鎂

二茂鎂，有時簡稱 MgCp₂，是一種有機鎂化合物，化學式 Mg(η⁵-C₅H₅)₂。它是一種主族夾心配合物，結構類似過渡金屬的茂金屬，由中心鎂原子和兩個環戊二烯配體組成。

二茂鎂
IUPAC名 bis(η5-cyclopentadienyl)magnesium
識別
CAS號	1284-72-6  Y
PubChem	11984632
ChemSpider	10628001
SMILES	[cH-]1cccc1.[cH-]1cccc1.[Mg+2]
InChI	1S/2C5H5.Mg/c2*1-2-4-5-3-1;/h2*1-5H;/q2*-1;+2
EINECS	603-275-0
性質
化學式	C10H10Mg
摩爾質量	154.49 g·mol−1
外觀	無色晶體[1]
熔點	176 °C（449 K）（[2]）
沸點	290 °C（563 K）（[3]）
溶解性	與水激烈反應，可溶於極性和非極性溶劑。[1]
危險性
GHS危險性符號
GHS提示詞	Danger
H-術語	H228, H250, H261, H314
P-術語	P210, P231+232, P280, P303+361+353, P304+340+310, P305+351+338+310, P335+334, P422
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

二茂鎂是在1954年由恩斯特·奧托·菲舍爾和傑弗里·威爾金森獨立發現的。^[4][5]它可以由CpMgBr歧化或是金屬鎂和環戊二烯在500 °C 下反應而成。對於前者，茂基溴化鎂可以由乙基溴化鎂和環戊二烯反應而成，然後在220 °C 和10⁻⁴ mbar下分解成MgCp₂ 和MgBr₂：^[6]

${\displaystyle \mathrm {Mg(C_{2}H_{5})Br\ {\xrightarrow[{-C_{2}H_{6}}]{+C_{5}H_{6},\ Et_{2}O}}\ Mg(C_{5}H_{5})Br{\xrightarrow[{-MgBr_{2}}]{x2,\ 220^{\circ }C,\ 10^{-4}mbar}}\ Mg(C_{5}H_{5})_{2}} }$

Et₂O = 乙醚

${\displaystyle \mathrm {Mg\ +\ 2\ C_{5}H_{6}\ {\xrightarrow[{-H_{2}}]{500^{\circ }C}}\ Mg(C_{5}H_{5})_{2}\ } }$

在實驗室里，可以由二烷基鎂和環戊二烯反應得到二茂鎂：^[1]

${\displaystyle \mathrm {Mg(C_{4}H_{9})_{2}\ +\ 2\ C_{5}H_{6}\ \rightarrow \ Mg(C_{5}H_{5})_{2}\ +\ 2\ C_{4}H_{10}\uparrow \ } }$

性質

室溫下，二茂鎂是一種白色固體。^[7]它的熔點為 176 °C，儘管在常壓下會在100 °C時升華。^[7]不像二茂鐵，二茂鎂會在極性、給電子溶劑中（例如醚和THF）會自耦電離：^[8]

${\displaystyle {\ce {MgCp2 <=> MgCp+ + Cp-}}}$

${\displaystyle {\ce {MgCp2 + MgCp+ <=> Mg2Cp3+}}}$

${\displaystyle {\ce {MgCp2 + Cp- <=> MgCp3-}}}$

二茂鐵在標準情況下穩定，但二茂鎂在氧氣或濕氣中迅速分解，所以在惰性氣氛下製備和儲存。^[9]

結構和成鍵

通過X射線晶體學，固體二茂鎂的平均 Mg-C 和C-C鍵長分別為2.30 Å 和1.39 Å，兩個茂環是錯位的，點群D_5d。^[10]氣相電子衍射顯示出相似的鍵長，不過兩個茂環是重疊的，點群 D_5h。^[11][12]

關於Mg-Cp 的相互作用主要是離子鍵^[13][14]還是共價鍵^[11][12][15]一直存在激烈的爭論。

反應性和潛在用處

二茂鎂可以用來製備其它茂金屬：^[16]

${\displaystyle {\ce {MgCp2 + MCl2 -> MCp2 + MgCl2}}}$

在四氫呋喃里，二茂鎂會和 MgX₂（X = 鹵素）交換配體，形成半夾心化合物CpMgX ：^[17]

${\displaystyle {\ce {MgCp2 + MgX2 <=> 2 CpMgX}}}$

反應產生的半夾心化合物可作為從有機鹵化物合成取代茂基的原料。^[18]

由於其高反應性，二茂鎂是半導體研究中的一個有吸引力的目標，可作為化學氣相沉積和摻雜應用的起始材料。^[19][20]

二茂鎂在下一代的鎂離子電池中，有作為電解質的潛在用途。^[8]