Оксид углерода(II) соединяется со многими металлами, образуя карбонилы металлов, например, карбонил железа Fe(CO)5, карбонил никеля Ni(CO)4. Эти два вещества представляют собой летучие, весьма ядовитые жидкости. Большинство карбонилов металлов - кристаллические вещества. Применяются для получения чистых металлов. Подлежащий очистке металл, например, никель нагревают в атмосфере СО, находящегося под давлением около 20 МПа. При этом никель взаимодействует с СО, образуя летучий тетракарбонил никеля Ni(CO)4 (температура кипения 42 0С); содержащиеся в исходном металле примеси в такого рода реакцию не вступают. Образовавшийся Ni(CO)4 отгоняют, а затем нагревают до более высокой температуры. В результате карбонил разрушается с выделением чистого металла в осадке и газообразного СО. При очистке железа аналогичным образом осуществляется процесс синтеза карбонила железа Fe(CO)5 (105 0С). Карбонилы являются катализаторами важных химических реакций. Наибольшее значение имеют карбонилы никеля, кобальта и железа.
Химические связи в молекулах карбонилов металлов образованы по донорно-акцепторному механизму за счёт неспаренных электронных пар молекулы СО и свободных орбиталей возбуждённого атома металла. Например, у возбуждённого атома железа имеются пять незанятых орбиталей:
Поэтому молекула карбонила железа имеет состав, отвечающий формуле Fe(CO)5.
Поэтому молекула карбонила никеля имеет состав, отвечающей формуле Ni(CO)4.