Triiron dodecarbonyl es el compuesto orgánico de hierro con la fórmula Fe 3 (CO) 12 . Es un sólido de color verde oscuro que se sublima al vacío. Es soluble en no polares disolventes orgánicos para dar soluciones intensamente verdes. La mayoría de los cúmulos de baja nuclearidad son de color amarillo pálido o naranja. Las soluciones calientes de Fe 3 (CO) 12 se descomponen en un espejo de hierro, que puede ser pirofórico en el aire. El sólido se descompone lentamente en el aire y, por lo tanto, las muestras se almacenan típicamente en frío bajo una atmósfera inerte. [1] Es una fuente de hierro (0) más reactiva que el pentacarbonilo de hierro .
Nombres | |
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Nombres IUPAC dodecarbonyltriiron, tetra-μ-carbonyl-1: 2κ 4 C , 1: 3κ 2 C , 2: 3κ 2 C - | |
Otros nombres Trímero de tetracarbonilo de hierro | |
Identificadores | |
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Tarjeta de información ECHA | 100.037.864 |
Propiedades | |
Fe 3 (CO) 12 | |
Masa molar | 503,66 g / mol |
Apariencia | cristales negros / verdes oscuros |
Punto de fusion | 165 ° C (329 ° F; 438 K) |
Punto de ebullición | se descompone |
insoluble | |
Estructura | |
C 2v | |
Compuestos relacionados | |
Otros cationes | Trirutenio dodecacarbonil Triosmio dodecacarbonilo |
Carbonilos de hierro relacionados | Hierro pentacarbonil Diiron nonacarbonil |
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 | |
Síntesis
Fue uno de los primeros grupos de carbonilo metálico sintetizados. Ocasionalmente se obtuvo de la termólisis de Fe (CO) 5 :
- 3 Fe (CO) 5 → Fe 3 (CO) 12 + 3 CO
Las trazas del compuesto se detectan fácilmente debido a su característico color verde intenso. La fotólisis UV de Fe (CO) 5 produce Fe 2 (CO) 9 , no Fe 3 (CO) 12 .
La síntesis habitual de Fe 3 (CO) 12 comienza con la reacción de Fe (CO) 5 con una base: [2]
- 3 Fe (CO) 5 + (C 2 H 5 ) 3 N + H 2 O → [(C 2 H 5 ) 3 NH] [HFe 3 (CO) 11 ] + 3 CO + CO 2
seguido de la oxidación del grupo de hidrido resultante con ácido:
- [(C 2 H 5 ) 3 NH] [HFe 3 (CO) 11 ] + HCl + CO → Fe 3 (CO) 12 + H 2 + [(C 2 H 5 ) 3 NH] Cl
La síntesis original de Walter Hieber et al. implicó la oxidación de H 2 Fe (CO) 4 con MnO 2 . El grupo se formuló originalmente incorrectamente como "Fe (CO) 4 ". [3]
Estructura
La elucidación de la estructura de Fe 3 (CO) 12 resultó ser un desafío porque los ligandos de CO están desordenados en los cristales. Las primeras pruebas de su estructura distintiva C 2v provienen de mediciones espectroscópicas de Mössbauer que revelaron dos dobletes cuadrupolo con cambios de isómeros similares pero diferentes constantes de acoplamiento cuadrupolar (1,13 y 0,13 mm s -1 ).
Fe 3 (CO) 12 consiste en un triángulo de átomos de hierro rodeado por 12 ligandos de CO. Diez de los ligandos de CO son terminales y dos abarcan un borde Fe-Fe, lo que da como resultado una simetría de grupo de puntos C 2v . Por el contrario, Ru 3 (CO) 12 y Os 3 (CO) 12 adoptan estructuras simétricas D 3h , en las que los 12 ligandos de CO están unidos terminalmente a los metales. La evidencia espectroscópica indica que los dos grupos carbonilo pueden ser asimétricos, en cuyo caso la simetría C 2v idealizada se reduce a C 2 . [ cita requerida ] En la solución Fe 3 (CO) 12 es fluxional , lo que resulta en la equivalencia de los 12 grupos CO. En general, se puede apreciar que estos tres grupos surgen formalmente de la condensación de tres fragmentos M (CO) 4 de 16 electrones , similar a la condensación teórica de tres moléculas de metileno ( : CH 2 ) en ciclopropano .
El anión [HFe 3 (CO) 11 ] - está relacionado estructuralmente con Fe 3 (CO) 12 , con el hidruro reemplazando un ligando de CO puente. La unión en la subunidad Fe-H-Fe se describe utilizando conceptos desarrollados para diborano .
Reacciones
Como la mayoría de los carbonilos metálicos, el Fe 3 (CO) 12 sufre reacciones de sustitución, haciendo, por ejemplo, Fe 3 (CO) 11 {P (C 6 H 5 ) 3 } al reaccionar con trifenilfosfina .
El calentamiento de Fe 3 (CO) 12 da un bajo rendimiento del racimo de carbido Fe 5 (CO) 15 C. Tales reacciones proceden por desproporción de CO para dar CO 2 y carbono .
El Fe 3 (CO) 12 forma "ferroles" al reaccionar con heterociclos tales como tiofenos .
El Fe 3 (CO) 12 reacciona con tioles y disulfuros para dar complejos con puentes de tiolato , como el dímero de metiltioirontricarbonilo : [4]
- 2 Fe 3 (CO) 12 + 3 (CH 3 ) 2 S 2 → 3 [Fe (CO) 3 SCH 3 ] 2 + 6 CO. Estos complejos se estudian como imitadores de hidrogenasa . [5]
Seguridad
El Fe 3 (CO) 12 es peligroso como fuente de hierro volátil y como fuente de monóxido de carbono. Las muestras sólidas, especialmente cuando están finamente divididas, y los residuos de las reacciones pueden ser pirofóricos, lo que puede encender los disolventes orgánicos utilizados para tales reacciones.
Referencias
- ^ Elschenbroich, C .; Salzer, A. ”Organometálicos: una introducción concisa” (2ª edición) (1992) de Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 3-527-28165-7
- ^ McFarlane, W .; Wilkinson, GW (1966). "Triiron dodecacarbonyl". Síntesis inorgánica . 8 : 181–3. doi : 10.1002 / 9780470132395.ch47 .
- ^ Hieber , W .; Leutert, F. (1932). "Über Metallcarbonyle. XII. Die Basenreaktion des Eisenpentacarbonyls und die Bildung des Eisencarbonylwasserstoffs (Metal carbonilos. XII. La reacción del pentacarbonilo de hierro con bases y la formación de hidrocarbonilo de hierro)". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 204 : 145–64. doi : 10.1002 / zaac.19322040115 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ King, RB "Derivados de organosulfuro de carbonilos metálicos. I. El aislamiento de dos productos isoméricos en la reacción de triiron dodecacarbonyl con dimetil disulfuro" J. Am. Chem. Soc. 1962, vol. 84, 2460. doi : 10.1021 / ja00871a045
- ^ Síntesis, purificación y caracterización de un experimento de laboratorio de µ- (1,3-propanoditiolato) -hexacarbonildiiron o mini-proyecto de química inorgánica o laboratorio integrado Carmen F. Works 836 Revista de educación química vol. 84 No. 5 Mayo 2007 Resumen