El hidruro de tetracarbonilo de hierro es el compuesto organometálico con la fórmula H 2 Fe (CO) 4 . Este compuesto fue el primer hidruro de metal de transición descubierto. El complejo es estable a bajas temperaturas pero se descompone rápidamente a temperaturas superiores a –20 ° C. [1]
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Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Tetracarbonildihidridoiron (II) [ cita requerida ] | |
Otros nombres Dihidruro de tetracarbonilo de hierro, tetracarbonildihidroiron | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
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Propiedades | |
FeC 4H 2O 4 | |
Masa molar | 169,901 g mol −1 |
Apariencia | Líquido (a -20 ° C) |
Punto de fusion | −70 ° C (−94 ° F; 203 K) |
Punto de ebullición | −20 ° C (−4 ° F; 253 K) (se descompone) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Preparación
El hidruro de tetracarbonilo de hierro fue producido por primera vez por Hieber y Leutert a partir de pentacarbonilo de hierro , que primero se convierte en HFe (CO)-
4: [2] [3]
- Fe (CO) 5 + 2 OH - → HFe (CO) -
4 + HCO -
3 - HFe (CO) -
4+ H + → H 2 Fe (CO) 4
Dado que el compuesto es térmicamente lábil y sensible a la luz, las condiciones ideales en la década de 1930 en Munich exigían noches de invierno. El primer método se denominó "síntesis de la noche polar".
Según lo recomendado por Hieber y Leutert, el compuesto se puede purificar mediante destilación trampa a trampa. [1] [4]
Estructura y propiedades
En el hidruro de tetracarbonilo de hierro, el grupo Fe (CO) 4 tiene simetría molecular C 2v con una geometría intermedia entre octaédrica y tetraédrica . Visto como un complejo octaédrico, los ligandos hidruro son cis . Vistos como un complejo tetraédrico de Fe (CO) 4 , los hidruros ocupan caras adyacentes del tetraedro. [5] Aunque la estructura de tetracarbonyliron con los átomos de hidrógeno unidos como una sola H 2 ligando se ha propuesto como un intermedio en algunas reacciones de transposición, [6] el estado estable para el compuesto tiene los dos átomos de como ligandos independientes. [7]
Reacciones
H 2 Fe (CO) 4 sufre sustituciones rápidas de ligandos por ligandos de fósforo:
- H 2 Fe (CO) 4 + PPh 3 → H 2 Fe (CO) 3 PPh 3
Se propone que el mecanismo de sustitución implica la formación transitoria de un intermedio 16e - formilo. [8]
El H 2 Fe (CO) 4 tiene un p K 1 de 6,8 y un p K 2 de 15. [9] El monoanión [HFe (CO) 4 ] - tiene una química de reacción más extensa porque es más estable que el dihidruro. [10] [11] El monoanión es un intermedio en la reacción homogénea de desplazamiento de agua-gas catalizada por hierro-carbonilo (WGSR). El paso lento en el WGSR es la transferencia de protones del agua al anión hidruro de hierro. [12]
- HFe (CO) -
4+ H 2 O → H 2 Fe (CO) 4 + OH -
Otras lecturas
- Tsai, J.-C .; Khan, MA; Nicolás, KM (1991). "Reducción de dióxido de carbono coordinado por hidruros de metales de transición". Organometálicos . 10 : 29-30. doi : 10.1021 / om00047a016 .
- Farmery, K .; Kilner, M. (1970). "Reacciones de sustitución de dihidridotetracarboniliron". Revista de la Sociedad Química A : 634. doi : 10.1039 / J19700000634 .
Referencias
- ^ a b Blanchard, Arthur A .; Coleman, George W. (1946). Dihidruro de tetracarbonilo de hierro . Síntesis inorgánica. 2 . págs. 243–244. doi : 10.1002 / 9780470132333.ch77 . ISBN 9780470132333.
- ^ Hieber, W .; Leutert, F. (1931). "Zur Kenntnis des koordinative gebundene Kohlenoxyds: Bildung von Eisencarbonylwasserstoff". Naturwissenschaften . 19 (17): 360. Bibcode : 1931NW ..... 19..360H . doi : 10.1007 / BF01522286 . S2CID 791569 .
- ^ Rittmeyer, P .; Wietelmann, U. (2006). "Hidruros". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a13_199 .
- ^ Vancea, L .; Graham, WAG (1977). "Complejos de carbonilo metálico de seis coordenadas estereoquímicamente no rígidos". J. Organomet. Chem. 134 (2): 219. doi : 10.1016 / S0022-328X (00) 81421-7 .
- ^ McNeill, EA; Scholer, FR (1977). "Estructura molecular de los hidruros de carbonilo metálicos gaseosos de manganeso, hierro y cobalto". Mermelada. Chem. Soc. 99 (19): 6243. doi : 10.1021 / ja00461a011 .
- ^ Soubra, C .; Oishi, Y .; Albright, TA; Fujimoto, H. (2001). "Reordenamientos intramoleculares en dihidruros de hierro y rutenio de seis coordenadas". Inorg. Chem . 40 (4): 620–627. doi : 10.1021 / ic0006089 . PMID 11225102 .
- ^ Drouin, BJ; Kukolich, SG (1998). "Estructura molecular del tetracarbonildihidroiron: mediciones de microondas y cálculos de teoría funcional de densidad". Mermelada. Chem. Soc . 120 (27): 6774–6780. doi : 10.1021 / ja9741584 .
- ^ Pearson, RG; Walker, HW; Mauermann, H .; Ford, PC (1981). "Mecanismo de migración de hidrógeno para reacciones de sustitución de ligandos en hidruros de carbonilo metálico". Inorg. Chem. 20 (8): 2741. doi : 10.1021 / ic50222a078 .
- ^ Walker, HW; Kresge, CT; Ford, PC; Pearson, RG (1979). "Tasas de desprotonación y valores p K a de hidruros de carbonilo de metales de transición". Mermelada. Chem. Soc. 101 (24): 7428. doi : 10.1021 / ja00518a061 .
- ^ Brunet, J.-J .; Chauvin, R .; Diallo, O .; Kindela, F .; Leglaye, P .; Neibecker, D., "Química de coordinación de complejos de carbonilo de hierro mononucleares", Revisiones de química de coordinación 1998, 178-180, 331-352. doi : 10.1016 / S0010-8545 (98) 00075-7
- ^ Brunet, JJ (1990). "Tetracarbonilhidridoferratos, MHFe (CO) 4 : herramientas versátiles en síntesis orgánica y catálisis". Chem. Rev. 90 (6): 1041–1059. doi : 10.1021 / cr00104a006 .
- ^ Crabtree, RH Mingos DMP 2007. Química organometálica integral III de los fundamentos a las aplicaciones. Elsevier Ltd.