[무기화학실험]Synthesis of Metal Acetylacetonates

본문내용

가시광선을 거의 흡수하지 못한다.
9. [Cr(acac)3]과[Mn(acac)3]중에서 Jahn-Teller effect를 보이는 화합물은 어느것인가??
Jahn-Teller effect (Jahn Teller의 찌그러짐)
축퇴된 상태에 있는 비선형 분자는 그 대칭성을 낮게 하여 축퇴를 제거하면 에너지를 낮게 하도록 변형하지 않으면 안 된다. 이처럼 Distortion이 일어난다면 축퇴준위가 Jahn-Teller effect로 갈라지므로 착물의 에너지는 안정화된다.
Cu(Ⅱ)의 경우에 신장이나 압축을 통한 distortion은 Cu(Ⅱ) 착물의 안정화를 갖게 한다. 따라서 distortion이 에너지를 낮게 한다는 사실을 알 수 있다.
6배위 이온을 포함하는 결정에서 화합물은 짧은 결합과 긴결합의 두 가지 결합을 갖는다. 짧은 결함은 거의 일정한 반지름을 나타내는 반면에 긴결합은 일정한 성질은 나타내지 않고 있다. 이것은 distortion, 즉 긴결합의 신장이 다양한 정도로 일어날 수 있음을 보여준다.
Jahn-Teller effec는 d궤도 이상을 가지는 물질의 배위결합이론에서 나오는데 d궤도를 가지는 물질이 배위결합을 하게 되면 일반적으로 정팔면체 구조를 가지는데 에너지 레벨의 순서가 뒤바껴서 정팔면체가 아닌 찌그러진 형태의 팔면체를 형성한다는 이론입니다.
d오비탈은 5개의 방위양자로 나뉘져. xy, yz, zx x2+y2, z2 근데 앞에 세개는 축간에 뒤에 두개는 축상에 존재해서 산소이온의 위치에 따라 에너지 밴드가 분리됩니다.
이렇게 되는 이유는 에너지를 안정화시키기 위해서입니다.
근데 d9오비탈을 가진것들이 자주 그러는데.. 뒤에 두개가 위쪽으로 역이 된 상태에서 한 개가 전자를 두개 가져서 한번더 에너지 밴드가 분리됩니다. 보통 c축으로 그래서 c축으로 결정이 늘어나는데 이게John Teller distortion입니다. 보통 d9을 가진금속은 Cu가 대표적인데 이금속이 화합물을 이루는 Cu-ferrite가 상온에서c축으로 팽창한 tetra구조를 가지는것이 이 이유 때문입니다. (보통 스피넬 페라이트는 큐빅인데 이것만 테트라)
그리고 Mn인데 2+는 궤도에 5개가 있습니다. 5개가 중요한데 5개는 전자가 어떻게 배치하나 에너지적으로 이득이 없답니다.
하지만 3+는 4개 라서 위아래가 딱 분리되버려 그 분리된 밴드갭 만큼의 에너지를 빛으루 냅니다
그러므로 [Mn(acac)3]이Jahn-Teller effect 를 보인다.
10. Manganese 화합물은 생물학적으로 식물 또는 동물의 생체 내에서 중요한 역할을 하는 물질이다. 어떤 일에 관여하는지 조사해 보자.
망간은 많은 식물과 동물의 효소에 필수적인 원소이다. 포유류에서 망간은 노폐물에 함유된 질소를 배설 가능한 화합물인 우레아로 변환시키는 간 효소인 아르기나아제에 사용된다.
식물의 인 전달 효소에도 망간이 들어있다. 대부분의 전이금속처럼 망간의 생물학적 역할도 +2와 +4사이의 산화 상태를 순환하는 산화환원제로서의 작용인 것처럼 보인다.
-인체의 역할
망간은 인체에서 콜린의 이용을 돕고, 바이오틴, 비타민 B1, C의 이용에 필요한 효소의 활성을 도우며, 지방산과 콜레스테롤의 합성에도 필요하다.
3대 영양소의 대사와 뼈조직, 혈액형성에도 도움을 주고, 모유, 뇨소의 요소, 성호르몬, 티록신 생성에도 중요한 역할을 한다.
망간은 몇 가지 효소의 구성물질이며 다른 효소의 활성 인자로서 수많은 생리학적 과정에서 중요한 역할을 하고 있다.
① 향산화 기능 Antioxidant Function
망간 과산화 디스뮤타아제(MnSOD)는 미토콘드리아의 주요 항산화 효소이다. 미토콘드리아는 세포에서 사용되는 산소의 90% 이상을 소모하고 있으므로 산화 스트레스에 특히 취약하다. 과산화 자유기(superoxide radical)는 아데노신 삼인산염(ATP)합성 동안 미토콘드리아에서 생성되는 반응성 산소종(reacyive oxygen species,ROS) 의 하나이다. MnSOD는 과산화 유리기를 과산화수소로 전환하는 것을 촉매하며, 과산화수소는 다른 항산화 효소에 의해 물로 환원될 수 있다.
② 대사 Metabolism
망간에 의해 활성화되는 많은 효소들은 탄수화물, 아미노산, 콜레스트롤 대사에서 중요한 역할을 한다. 피루브산염 카르복실라아제와 인산에놀피루브산염 카르복실라아제는 탄수화물이 아닌 물질로부터 당을 생성하는 과정인 포도당 신합성에서 중요한 역할을 한다. 피루브산염 카르복실라아제는 망간을 함유한 효소이고 효소인 아르기닌 분해효소는 간에서 아미노산 대사 동안 생성된 암모니아를 해독시키는 과정인 요소 순환 (urea cycle)을 위해 필요하다.
③ 뼈 발달 Bone Development
망간 결핍은 동물에서 뼈 형성에 이상을 일으킨다. 망간은 건강한 연골과 뼈 형성에 필요한 단백당의 합성을 위해 요구되는 당화전이효소의 우선적인 보조효소이다.
④ 상처치유 Wounding Healing
상처 치유는 콜라겐 생성을 필요로 하는 복잡한 과정이다. 망간은 프롤리디아제의 활성을 위해 필요하다. 이 효소는 인체의 피부 세포에서 콜라겐 합성에 필요한 아미노산인 프롤린(proline)을 제공하는 기능을 가지고 있다. 프롤리다아제 결핍은 유전 질환으로서 상처 치유에 이상을 일으키는데, 여러 증상이 있지만 특히 망간 대사 이상을 특징으로 한다. 또한 당화전이효소를 필요로 하는 글리코사미노글리칸(점액성 다당류) 합성도 상처 치유에 중요한 역할을 한다.
Ⅴ. References.
■화학 용어 사전/ 데인테이스 ,존 / 전파 과학사
■실용무기화학 / Geoff Rayner-Cahnam / 자유아카데미
■무기 제조 화학 실험 / 성부용 외 / 동화기술
■무기 화학 합성 실험 / 이현호 외 2명 편저/ 동화기술
■일반화학 / Moore / 일반화학 교재 연구회
■http://100.naver.com/100.nhn?docid=105095
■http://100.naver.com/100.nhn?docid=770701
■http://www.dongascience.com
■http://cafe.naver.com/8kg.cafe

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