有機(jī)金屬化合物一般指含有金屬-碳鍵的化合物，也包括一些金屬有機(jī)配位絡(luò)合物。但有機(jī)基團(tuán)通過氧、氮、硫等與金屬鍵合的不含金屬-碳鍵的化合物，一般不屬于有機(jī)金屬化合物范疇。

1827年Zeise首次合成了乙烯鉑絡(luò)合物，K[Pt(C2H4)Cl3];1842年Bunsen合成了砷有機(jī)化合物，As2(CH3)4;其后陸續(xù)制得金屬一碳鍵的鋅、汞、錫的烷基化合物。二十世紀(jì)前期鎂有機(jī)化合物和鋰有機(jī)化合物應(yīng)用于有機(jī)合成，開拓了有機(jī)金屬化合物廣泛應(yīng)用的新途徑。1950年齊格勒—納塔催化劑的發(fā)現(xiàn)，使金屬有機(jī)合成的發(fā)展達(dá)到又一新階段。

由于有機(jī)基團(tuán)與金屬的全新的結(jié)合方式引起人們的普遍重視，1951年發(fā)現(xiàn)的二茂鐵，成為現(xiàn)代價鍵理論研究的重點(diǎn)。由此而開展研究的過渡金屬有機(jī)化學(xué)成為現(xiàn)代化學(xué)非常活躍的領(lǐng)域之一，不僅在理論上日益深入，而且成為均相催化反應(yīng)的基礎(chǔ)。

1、按有機(jī)配位體分類

有機(jī)金屬化合物可按與金屬鍵合的配位體形式上向金屬提 供的電子數(shù)進(jìn)行分類。配位體可以分為幾類，如下表所示。無電子配位體，如BH3，BF3等，這些配位體必須與具有一對電子的金屬才能結(jié)合.單電子配位體，如鹵素、烴基、氫等有機(jī)基團(tuán)，它們與金屬結(jié)合時提供一個電子形成一價的鍵。雙電子配位體，如π-C2H4、CO，PR3等提供一對電子與金屬配位。

從給兩個電子配位體開始，許多配位體以π鍵與金屬原子結(jié)合，就是說配位體并不是由一個碳原子提供一對電子與金屬成鍵，而是以兩個或更多個碳原子的p電子或雜化軌道上的電子與金屬成鍵。

例如，π-乙烯配位體以每個碳原子的p電子、即兩個碳原子提供兩個戶電子與金屬配位成鍵。丁二烯有兩個雙鍵，四個碳原子各提供一個p電子，共四個電子與金屬配位。許多過渡金屬可以與烷基以σ-鍵相結(jié)合，同時又可與烯烴以π-鍵相結(jié)合。

另外、有些配位體，例如烯丙基、環(huán)戊二烯基，可以兩種方式與金屬結(jié)合。它們可提供一個電子與金屬形成σ-鍵，也可提供3個或5個電子與金屬形成π-鍵。

2、按金屬元素各族分類

有機(jī)金屬化合物按金屬元素在周期表上的位置，即按照族和組討論它們的組成，性質(zhì)和結(jié)構(gòu)也是比較便利的。周期表中主族元素有ns和np軌道，在周期表中，從左向右元素的電負(fù)性逐漸增加，從上向下則電離勢降低。同周期兩端元素形成離子化合物，那些非金屬和類金屬元素彼此形成共價化合物。

主族元素化合物中，金屬利用ns和np給電子軌道的傾向很強(qiáng)。形成中心原子具有八隅體電子構(gòu)型。這與過渡有機(jī)金屬化合物中的18電子規(guī)則相對應(yīng)。

σ-鍵合的配位體如烷基等與金屬形成的化合物是在金屬前面加配位體名稱，例如(C2H5)3Al稱作三乙基鋁，(C2H5)2AlCl稱作二乙基氯化鋁，(CH3)4Ti稱作四甲基鈦。

π-配位的配位體則不同，烯丙基有兩種方式與金屬絡(luò)合。如烯丙基金屬絡(luò)合物在烯丙基前面冠以“π”字首，可以是金屬與烯丙基雙電子配位，也可以是三電子配位。用π不能說明烯丙基有多少個碳原子與金屬原子配位絡(luò)合，因而必須標(biāo)出以π-鍵與金屬等距離相連的碳原子數(shù)目。

例如三碳鏈的烯丙基冠以η3代替π，四碳鏈的環(huán)丁二烯金屬絡(luò)合物則用η4代替π。(η5-C5H5)2Fe稱作雙(η5-環(huán)戊二烯基)鐵，通常稱作二茂鐵，(η5-C5H5)2TiCl2稱作雙(η5-環(huán)戊二烯基)二氯化鈦，(η3-C7H7)Co(CO)3——三羰基(η3-環(huán)庚三烯-1，3，5-基)鈷。雙核絡(luò)合物(η5-C5H5)2ClZrOZrCl(η5-C5H5)2稱作1，1，3，3—四(η5-環(huán)戊二烯基)二氯-p-氧合二鋯。

制取有機(jī)金屬化合物在大多數(shù)情況下是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。因此尋找新的、更簡便的合成法是一個十分重要，并且有現(xiàn)實(shí)意義的課題。從目前世界先進(jìn)工業(yè)國的情況來看，由于有機(jī)電解合成法有很多優(yōu)點(diǎn)，早已被用來合成有機(jī)金屬化合物。

1、陽極電解合成

電極反應(yīng)是在金屬表面上由于電子轉(zhuǎn)移而發(fā)生的反應(yīng)。有機(jī)分子在陽極失去電子生成活性中間體，此中間體如果與活性金屑電極反應(yīng)形成碳-金屬鍵則生成有機(jī)金屬化合物。

2、用鹵烷的陽極反應(yīng)

如果用鹵烷在錫或鎬陽極中電解可以得到有機(jī)錫或有機(jī)鎬化合物，并且收率都很高。

3、用烷基金屬鹵化物的陽極反應(yīng)

四乙基鉛雖然是引起汽車公害的原因之一，但迄今為止，仍然是最有效的抗爆劑，而被廣泛應(yīng)用。其產(chǎn)量在不斷的增加，每年己超過40萬噸。目前四乙基鉛大部分是用化學(xué)法合成的。但用化學(xué)法會生成大量含鉛渣漿，并且原料合金的制備也很困難。

4、過渡金屬化合物的陽極合成

過渡有機(jī)金屬化合物在有機(jī)合成中具有重要的意義。最近二十多年來它發(fā)展成為一類新型的催化體系。用它作為催化劑則具有高選擇、高活性及反應(yīng)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)。并且由于它具有可溶性，因此可建立均相的催化體系。

1、化合物半導(dǎo)體薄膜的合成

1903年，美國Roekwell公司的Manase-vit用三甲基稼和砷烷經(jīng)有機(jī)金屬化合物氣相沉積工藝(MOCVD)，制備出了耐高溫，運(yùn)算速度快的GaAs薄膜。MOCVD技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):

①生長晶體的原料及摻雜劑都是以氣態(tài)通人反應(yīng)器，因此可以通過變換混合物的閥門和調(diào)節(jié)各種氣體的流量來控制外延層的特性，它特別適用于多元固溶體或多層結(jié)構(gòu)的薄膜制備;

②反應(yīng)中的氣體流速比一般CVD法大10倍左右，因此可以得到高陡度的雜質(zhì)分布材料;

③它適用于生長大面積均質(zhì)材料，生長速度快，能得到從幾十埃到幾十微米厚度的外延層，可以生長超薄膜外延層是本技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)之一;

④生長晶體所使用的原料是非腐蝕性的，不腐蝕設(shè)備和襯底，設(shè)備簡單，特別適用于大面積及批量生產(chǎn)。

但是，有機(jī)金屬化合物應(yīng)用MOCVD工藝所遇到的最大問題是其本身的純度;易燃易爆及V族磷砷氫化物的高毒性。針對這些問題，人們又開發(fā)了許多新的化合物。

2、金屬膜的制備

經(jīng)典的制備金屬膜的方法有真空鍍膜，濕式電鍍及非電解電鍍等，它們的缺點(diǎn)是難以得到均質(zhì)，無氣泡的純金屬膜。利用蒸汽壓高，常溫不分解的單分子有機(jī)金屬化合物制備金屬膜時卻可以克服經(jīng)典方法的缺點(diǎn)。

例如，用激光分解Fe(CO)6和二茂鐵可制備超微鐵粒子。由烯丙基鉑和二烯丙基鈀，經(jīng)MOCVD工藝可制備2μm的鉑膜和鈀膜。銅，鎳及鉆薄膜均可用CpCuPEt3,Ni(LO)4和AlH(Bu)2制備。TiB2是超硬質(zhì)傳導(dǎo)體，作為耐熱物質(zhì)用于航空工業(yè)，它的制備方法是用單一源Ti(BH4)3，在200℃真空下加熱分解制備的。

在材料的制備中的物理和化學(xué)行為也與所用的原料的顆粒尺寸有關(guān)，納米技術(shù)的進(jìn)步將使近代的微米級尺寸的材料躍進(jìn)到納米尺寸材料，并會使許多材料的性能產(chǎn)生飛躍。目前制備納米級材料的物理方法是用激光或等離子技術(shù)氣相合成，化學(xué)方法有化學(xué)共沉淀，溶膠凝膠及在各種介質(zhì)中沉淀法(如高聚物，玻璃及分子篩等)。

有機(jī)金屬化合物在制備納米材料中又開始大顯身手。它的突出優(yōu)點(diǎn)是:(1)它溶于有機(jī)、溶劑中;(2)用它制備納米材料的反應(yīng)容易控制，可形成粒子尺寸分布窄的材料;自有機(jī)金屬化合物具有反應(yīng)選擇性。

環(huán)化反應(yīng)是有機(jī)合成中形成碳環(huán)和雜環(huán)化合物的重要反應(yīng)，也是醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥等許多精細(xì)化學(xué)品的合成及天然產(chǎn)物全合成中的關(guān)鍵步驟。近年來，隨著金屬有機(jī)化學(xué)的迅速發(fā)展，有機(jī)金屬化合物已被大量用于催化環(huán)化反應(yīng)，其催化性能具有活性高以及化學(xué)、區(qū)域、立體和對映選譯性高等突出優(yōu)點(diǎn)，因而倍受重視。

到目前為止，已將鈀、釘、鍺、鎳、鐵、鉆、鑰、欽、錯、銅、錳、鎢、鉻、鋁等金屬的絡(luò)合物用于催化合成各種碳環(huán)及雜環(huán)化合物，且取得了很好的效果，其中以鈀催化居多。

1、合成碳環(huán)化合物

碳環(huán)骨架是一個很重要的結(jié)構(gòu)單元，在天然產(chǎn)物、合成醫(yī)藥等中經(jīng)常出現(xiàn)。有機(jī)金屬化合物已可用來催化環(huán)化反應(yīng)而合成從三元環(huán)到多元環(huán)以及多環(huán)的各種碳環(huán)化合物。

2、合成雜環(huán)化合物

雜環(huán)骨架單元是一個很具有生物活性的結(jié)構(gòu)單元，因而近年來對它的研究很多。由有機(jī)金屬化合物催化的環(huán)化反應(yīng)，同樣可用于許多種雜環(huán)化合物的合成。如氧雜、氮雜等雜環(huán)化合物的合成。