共有結合性有機骨格と金属有機骨格の大きな違いは、共有結合性有機骨格が共有結合を持つ構造であるのに対し、金属有機骨格は配位子結合を持つ構造であることである。

共有結合や金属の有機骨格は、ユニークな性質を持つ化合物の一種である。どちらのクラスにも有機固体化合物とみなされる材料が含まれています。一般に、共有結合性の有機骨格は2次元または3次元の性質を持つ化合物であり、有機金属骨格は1次元、2次元または3次元の性質を持つ化合物である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 共有結合有機フレームワークとは 3. 有機金属フレームワークとは 4. 並置比較-表形式による共有結合有機フレームワークと有機金属フレームワーク 5. まとめ

共有結合の有機的な枠組みは何ですか？

共有結合を持つ有機骨格は、2次元または3次元の有機固体である。COFと略すことができる。これらの材料は拡張構造を持ち、これらの構成要素は共有化学結合で互いに結合している。これらの結合は強い共有結合である。一般的に、COFは多孔質の結晶構造体である。また、これらの材料は、主に水素（H）、ホウ素（B）、炭素（C）、窒素（N）、酸素（O）などの軽元素で構成されている。これらの軽元素は、通常、強い共有結合を形成する。共有結合を持つ有機骨格の代表例としては、ダイヤモンド、グラファイト、窒化ホウ素などがある。

図01：共有結合の有機骨格

共有結合性有機骨格の構造を考えると、この材料は結晶性を持った多孔質構造であり、二次的なビルディングブロックを含んでいる。これらの構成要素を組み合わせて、周期的な構造を形成している。これらの構成要素を組み合わせることで、無限の有機骨格を形成することができる。

共有結合性有機フレームワークは、水素貯蔵、メタン貯蔵、光から様々な波長や光子を得る、エネルギー移動を可能にする、炭素捕捉、電極触媒など、様々な用途があります。

有機金属骨格は何ですか？

有機金属骨格は、1次元、2次元、3次元の有機固体のことである。有機配位子に配位された金属イオンまたはクラスターを含む固体化合物の一種である。配位高分子材料のサブクラスである。この素材は、多孔質な構造が特徴です。このような構造の有機配位子は「柱」と呼ばれることもある。

金属有機骨格は、潜在的な空隙を持つ有機リガンドとの配位である。この配位ネットワークは、1次元の繰り返し配位体によって拡張され、2つ以上の個々の鎖の間に架橋が存在することにより、2次元または3次元構造をとる。

図02：金属-有機骨格

溶媒などのゲスト分子が排除されても細孔が安定に保たれることもあり、この細孔に他の化合物を充填することも可能である。この特性により、これらの有機金属骨格はガスの貯蔵に適しており、これらの材料はガス精製、ガス分離、触媒、導電性固体、スーパーキャパシタなどでも重要である。

有機物や金属の骨格は共有結合なのでしょうか？

共有結合性有機骨格と有機金属骨格の大きな違いは、共有結合性有機骨格が共有結合を持つ構造であるのに対し、有機金属骨格は配位子結合を持つ構造であることである。また、一般に共有結合性の有機骨格は2次元または3次元の性質を持つ化合物であり、金属有機骨格は1次元、2次元または3次元の性質を持つ化合物である。

また、共有結合の有機骨格としては窒化ホウ素、グラファイト、ダイヤモンドなどがあり、金属有機骨格としては1,4-ベンゼンジカルボン酸などがある。

以下のインフォグラフィックは、共有結合性有機フレームワークと金属有機フレームワークの違いをまとめたものである。

概要 - 共有結合性有機 vs. 有機金属骨格

共有結合や金属有機骨格は、ユニークな性質を持つ化合物の一種である。共有結合性有機骨格と金属有機骨格の大きな違いは、共有結合性有機骨格が共有結合を持つ構造であるのに対し、金属有機骨格は配位子結合を持つ構造であることである。

引用

1 「共有結合性有機フレームワーク」、ScienceDirect.