พอลิออกโซเมทัลเลต

พอลิออกโซเมทัลเลต (อังกฤษ: polyoxometalate สัญลักษณ์ย่อ POM) เป็นไอออนลบหลายอะตอม (polyatomic ion) ที่ประกอบด้วยอะตอมของโลหะสามอะตอมหรือมากกว่าสร้างพันธะเชื่อมกันโดยผ่านอะตอมออกซิเจนโดยเป็นโครงสร้างโดดเดี่ยวหรือโครงสร้างแบบ 0 มิติ ^,,ส่วนมากจะเป็นไอออนลบออกซี (oxyanion) โลหะแทรนซิชัน โลหะที่เกิดเป็นพอลิออกโซเมทัลเลตมักจะเป็นธาตุหมู่ 5-6 ของตารางธาตุ (V, Nb, Mo, W) ที่มีสถานะออกซิเดชันสูงๆ ส่วนมากแล้วพอลิออกโซเมทัลเลตจะเป็นไอออนลบที่มีสมบัติทางแม่เหล็กเป็นไดอะแมกเนติก เมื่อเป็นสารประกอบหรืออยู่ในรูปสารละลายส่วนมากจะไม่มีสีหรือมีสีส้ม สามารถแบ่งกลุ่มพอลิออกโซเมทัลเลตได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ตามชนิดของธาตุองค์ประกอบ ได้แก่ ไอโซพอลิออกโซเมทัลเลต (isopolymetallates) ที่ประกอบด้วยโลหะเพียงชนิดเดียวในโครงสร้าง และ เฮเทอโรพอลิออกโซเมทัลเลต (heterpolymetalates)ที่ประกอบด้วยโลหะมากกว่า 1 ชนิดหรือมีธาตุอโลหะอื่นๆอยู่ในโครงสร้างด้วย

การเกิดพอลิออกโซเมทัลเลต

ไอออนลบออกซีของโลหะ d⁰ เช่น VO₄^3-, MoO₄^2-, WO₄^2- อาจเกิดจากการละลายสารประกอบออกไซด์ ได้แก่ V₂O₅, MoO₃, WO₃ ในสารละลายเบสที่มี pH สูงๆ เมื่อปรับ pH ของสารละลายให้ต่ำลง จะมีการ โปรโตเนต (protonate) ออกซิเจน เกิดเป็น สารประกอบที่มี M-O-OH เช่น [W(OH)O₃]^- and V(OH)O₃]^2- ซึ่งจะรวมตัวกันผ่านกระบวนการที่เรียกว่า โอเลชัน (olation) และมีการสร้างพันธะ M-O-M เพื่อเชื่อมต่อกัน ตัวอย่างการเกิด พอลิออกโซวาเนเดต ดังต่อไปนี้

VO₄^3- + 8 H⁺ → [V₄O₁₂]^4- + 4 H₂O

2.5 [V₄O₁₂]^4- + 6 H⁺ → [V₁₀O₂₆(OH)₂]^4- + 2 H₂O

หากกระบวนการทำให้เป็นกรดนั้นมีไอออนลบฟอสเฟต หรือ ซิลิเคต อาจจะเกิดเป็นเฮเทอโรพอลิออกโซเมทัลได้ เช่น ไอออนลบฟอสฟอทังสเตต [PW₁₂O₄₀]^3- ที่มีโครงสร้างแบบเคกกิน (Keggin structure)

โครงสร้าง

โครงสร้างของพอลิออกโซเมทัลเลตมีความหลายมากดังแสดงในตารางข้างล่างนี้ โครงสร้างแบบเค็กกินเป็นตัวอย่างของโมลิบเดตและทังสเตตอาจจะมีไอออนรูปทรงสี่หน้าที่แตกต่าง

ลินด์ควิสต์เฮกซะโมลิบเดต (Lindqvist hexamolybdate), Mo6O19^2−	เดคะวาเนเดต (Decavanadate), V10O28^6−	พาราทังสเตต บี (Paratungstate B), H2M12O42^10−	Mo36-พอลิโมลิบเดต (Mo36-polymolybdate), Mo36O112(H2O)16^8−
โครงสร้างแบบสแตรนด์เบิร์ก (Strandberg structure), HP2Mo5O23^4−	โครงสร้างแบบเคกกิน (Keggin structure), XM12O40^n−	โครงสร้างแบบดอว์สัน (Dawson structure), X2M18O62^n−
โครงสร้างแบบแอนเดอร์สัน (Anderson structure), XM6O24^n−	โครงสร้างแบบอัลล์แมน-วอฟ (Allman-Waugh structure), XM9O32^n−	โครงสร้างแบบวีกลีย์-เยเมส (Weakley-Yamase structure), XM10O36^n−	โครงสร้างแบบเดกซเทอร์-ซิลเวอร์ตัน (Dexter-Silverton structure), XM12O42^n−

ดูเพิ่ม

• โครงสร้างแบบเคกกิน

อ้างอิง

1. Polyoxometalate-Based Molecular Materials., Eugenio Coronado and and Carlos J. Gómez-García Chemical Reviews 1998 98 (1), 273-296 DOI: 10.1021/cr970471c
2. A Survey of Applications of Polyoxometalates., Dimitris E. Katsoulis Chemical Reviews 1998 98 (1), 359-388 DOI: 10.1021/cr960398a
3. The Nomenclature of Polyoxometalates:  How To Connect a Name and a Structure., Yves P. Jeannin Chemical Reviews 1998 98 (1), 51-76 DOI: 10.1021/cr960397i
4. Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4