El cloruro de rutenio (III) es el compuesto químico con la fórmula RuCl 3 . "Rutenio (III) cloruro de" más comúnmente se refiere a hidrato de RuCl 3 · x H 2 O. Tanto la especie anhidras e hidratadas son sólidos de color marrón oscuro o negro. El hidrato, con una proporción variable de agua de cristalización , que a menudo se aproxima a un trihidrato, es un material de partida comúnmente utilizado en la química del rutenio .
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.030.139 |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
RuCl 3 · x H 2 O | |
Masa molar | 207,43 g / mol |
Punto de fusion | > 500 ° C (932 ° F; 773 K) (se descompone) |
Soluble | |
+ 1998.0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Estructura | |
trigonal (RuCl 3 ), hP8 | |
P3c1, No. 158 | |
octaédrico | |
Peligros | |
punto de inflamabilidad | No es inflamable |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Bromuro de rutenio (III) |
Otros cationes | Cloruro de rodio (III) Cloruro de hierro (III) |
Compuestos relacionados | Tetróxido de rutenio |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Preparación y propiedades
El cloruro de rutenio (III) anhidro se prepara normalmente calentando rutenio metálico en polvo con cloro . En la síntesis original, la cloración se realizó en presencia de monóxido de carbono , siendo transportado el producto por la corriente de gas y cristalizando al enfriarse. [1] [2] Se conocen dos alótropos de RuCl 3 . La forma α negra adopta la estructura de tipo CrCl 3 con contactos Ru-Ru largos de 346 pm . Este alótropo tiene capas de panal de Ru 3+ que están rodeadas por una jaula octaédrica de aniones Cl - . Los cationes de rutenio son magnéticos y residen en un estado fundamental de bajo espín J ~ 1/2 con momento angular neto L = 1. [3] [4] Las capas de α-RuCl 3 se apilan una encima de la otra con fuerzas de Van-der-Waals débiles . Estos se pueden escindir para formar monocapas con cinta adhesiva. [5]
La forma β metaestable de color marrón oscuro cristaliza en una celda hexagonal; esta forma consta de cadenas infinitas de octaedros que comparten caras con contactos Ru-Ru de 283 pm, similar a la estructura del tricloruro de circonio . La forma β se convierte irreversiblemente en la forma α a 450–600 ° C. La forma β es diamagnética, mientras que α-RuCl 3 es paramagnética a temperatura ambiente. [6]
El vapor de RuCl 3 se descompone en los elementos a altas temperaturas; el cambio de entalpía a 750 ° C (1020 K), Δ diss H 1020 se ha estimado en +240 kJ / mol.
Física del estado sólido
α-RuCl 3 fue propuesto como candidato para un estado líquido de espín cuántico de Kitaev [7] cuando la dispersión de neutrones reveló un espectro magnético inusual, [8] [9] [10] y el transporte térmico reveló fermiones de Majorana quirales cuando se sometieron a un campo magnético . [11]
Química de coordinación del tricloruro de rutenio hidratado
Como el compuesto de rutenio más comúnmente disponible, RuCl 3 · x H 2 O es el precursor de muchos cientos de compuestos químicos. La propiedad notable de los complejos de rutenio, cloruros y otros, es la existencia de más de un estado de oxidación, varios de los cuales son cinéticamente inertes. Todos los metales de transición de la segunda y tercera fila forman exclusivamente complejos de espín bajo, mientras que el rutenio es especial en la estabilidad de estados de oxidación adyacentes, especialmente Ru (II), Ru (III) (como en el padre RuCl 3 · x H 2 O) y Ru (IV).
Complejos ilustrativos derivados del "tricloruro de rutenio"
- RuCl 2 (PPh 3 ) 3 , una especie soluble en benceno de color chocolate, que a su vez también es un material de partida versátil. Surge aproximadamente de la siguiente manera: [12]
- 2 RuCl 3 · x H 2 O + 7 PPh 3 → 2 RuCl 2 (PPh 3 ) 3 + OPPh 3 + 5 H 2 O + 2 HCl
- El cloruro de tetraacetato de diruttenio , un polímero de valencia mixta, se obtiene por reducción de tricloruro de rutenio en ácido acético.
- [RuCl 2 ( C 6 H 6 )] 2 surge de 1,3-ciclohexadieno o 1,4-ciclohexadieno de la siguiente manera: [13] [14]
- 2 RuCl 3 · x H 2 O + 2 C 6 H 8 → [RuCl 2 (C 6 H 6 )] 2 + 6 H 2 O + 2 HCl + H 2
- Ru (bipy) 3 Cl 2 , una sal intensamente luminiscente con un estado excitado de larga duración, que surge de la siguiente manera: [15]
- RuCl 3 · x H 2 O + 3 bipy + 0.5 CH 3 CH 2 OH → [Ru (bipy) 3 ] Cl 2 + 3 H 2 O + 0.5 CH 3 CHO + HCl
Esta reacción se desarrolla a través del intermedio cis-Ru (bipy) 2 Cl 2 . [15]
- [RuCl 2 ( C 5 Me 5 )] 2 , que surge de la siguiente manera: [16]
- 2 RuCl 3 · x H 2 O + 2 C 5 Me 5 H → [RuCl 2 (C 5 Me 5 )] 2 + 6 H 2 O + 2 HCl
[RuCl 2 (C 5 Me 5 )] 2 se puede reducir aún más a [RuCl (C 5 Me 5 )] 4 .
- Ru ( C 5 H 7 O 2 ) 3 surge de la siguiente manera: [17]
- RuCl 3 · x H 2 O + 3 C 5 H 8 O 2 → Ru (C 5 H 7 O 2 ) 3 + 3 H 2 O + 3 HCl
- RuO 4 , se produce por oxidación.
Algunos de estos compuestos se utilizaron en la investigación relacionada con dos premios Nobel . Noyori recibió el Premio Nobel de Química en 2001 por el desarrollo de catalizadores de hidrogenación asimétricos prácticos basados en rutenio. Robert H. Grubbs recibió el Premio Nobel de Química en 2005 por el desarrollo de catalizadores prácticos de metátesis de alquenos basados en derivados de alquilideno de rutenio .
Derivados del monóxido de carbono
RuCl 3 (H 2 O) x reacciona con monóxido de carbono en condiciones suaves. [18] Por el contrario, los cloruros de hierro no reaccionan con el CO. El CO reduce el tricloruro marrón rojizo a especies de Ru (II) amarillentas. Específicamente, la exposición de una solución etanólica de RuCl 3 (H 2 O) xa 1 atm de CO da, dependiendo de las condiciones específicas, [Ru 2 Cl 4 (CO) 4 ], [Ru 2 Cl 4 (CO) 4 ] 2− y [RuCl 3 (CO) 3 ] - . La adición de ligandos (L) a tales soluciones da compuestos Ru-Cl-CO-L (L = PR 3 ). La reducción de estas soluciones carboniladas con Zn produce el grupo triangular naranja Ru 3 (CO) 12 .
- 3 RuCl 3 · x H 2 O + 4,5 Zn + 12 CO (alta presión) → Ru 3 (CO) 12 + 3 x H 2 O + 4,5 ZnCl 2
Fuentes
- Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie
Referencias
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