Dodekakarbonyl triželeza

Dodekakarbonyl triželeza
Model molekuly

Model molekuly

Obecné
Systematický názevdodekakarbonyltriželezo
Funkční vzorecFe3(CO)12
Sumární vzorecFe3C12O12
Vzhledtmavě zelená pevná látka
Identifikace
Registrační číslo CAS17685-52-8
PubChem519467
SMILES[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[Fe].[Fe].[Fe]
InChI1S/12CO.3Fe/c12*1-2;;;
Vlastnosti
Molární hmotnost503,66 g/mol
Teplota tání165 °C (438 K)
Teplota varurozkládá se
Rozpustnost ve voděnerozpustný
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
H-větyH228 H302 H312 H331 H332 H371
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Dodekakarbonyl triželeza je anorganická sloučenina se vzorcem Fe3(CO)12. Jedná se o tmavě zelenou pevnou látku, za nízkého tlaku sublimující, rozpustnou v nepolárních rozpouštědlech. Horké roztoky Fe3(CO)12 se rozkládají za tvorby vrstvy železa, která může být samozápalná. K pomalému rozkladu dochází na vzduchu i za běžných teplot, roztoky se tak obvykle skladují za nízkých teplot a/nebo nepřítomnosti vzduchu.[1] Jedná se o reaktivnější zdroj železa než pentakarbonyl.

Příprava

Fe3(CO)12 byl jedním z prvních připravených vícejaderných karbonylů. Může být vytvořen termolýzou Fe(CO)5:

3 Fe(CO)5 → Fe3(CO)12 + 3 CO

Díky charakteristickému tmavě zelenému zbarvení lze snadno detekovat i stopová množství této sloučeniny. Ultrafialovou fotolýzou Fe(CO)5 vzniká Fe2(CO)9.

Další možnost přípravy je založena na reakci Fe(CO)5 se zásadou:[2]

3 Fe(CO)5 + (C2H5)3N + H2O → [(C2H5)3NH][HFe3(CO)11] + 3 CO + CO2

a oxidací vytvořeného hydridokomplexu kyselinou:

[(C2H5)3NH][HFe3(CO)11] + HCl + CO → Fe3(CO)12 + H2 + [(C2H5)3NH]Cl

Původní syntéza, kterou vyvinul Walter Hieber, spočívala v oxidaci H2Fe(CO)4 oxidem manganičitým. Produkt byl nejprve chybně popsán jako „Fe(CO)4“.[3]

Struktura

Určení struktury Fe3(CO)12 je obtížné, protože CO ligandy jsou v krystalech rozptýlené. První náznaky C2v struktury byly nalezeny Mössbauerovskými spektroskopickými měřeními, kdy se objevily dva kvadrupólové dublety s podobnými izomerními posuny, ale různými (1,13 a 0,13 mm·s−1) kvadrupólovými párovacími konstantami.

Fe3(CO)12 obsahuje trojúhelník tvořený atomy železa, na který je navázáno 12 CO ligandů, 10 je koncových, celá molekula pak zaujímá grupu symetrie C2v. Oproti tomu jsou Ru3(CO)12 a Os3(CO)12 D3h-symetrické, protože je všech 12 karbonylů na atomy kovu navázáno koncově. Na základě spektroskopických pozorování bylo zjištěno, že dvě karbonylové skupiny jsou pravděpodobně nesymetrické, protože dvojice ideálních C2v symetrií je redukována na C2. V roztocích jsou všechny karbonyly v Fe3(CO)12 rovnocenné. Dá se tak předpokládat, že tyto tři skupiny vznikají kondenzací 16elektronových M(CO)4 fragmentů. podobně jako u teoretické kondenzace tří methylenů (:CH2) na cyklopropan.

Anion [HFe3(CO)11]− má podobnou strukturu jako Fe3(CO)12, přičemž hydrid je nahrazen jedním můstkovým CO ligandem. Vazby v Fe-H-Fe podjednotkách se popisují obdobně jako u diboranu.

Reakce

Podobně jako většina karbonylů kovů Fe3(CO)12 vstupuje do substitučních reakcí, například lze získat Fe3(CO)11{P(C6H5)3} jeho reakcí s trifenylfosfinem.

Zahříváním Fe3(CO)12 vzniká (s malou výtěžností) karbidokomplex Fe5(CO)15C. Reakce tohoto druhu probíhají přes disproporcionaci CO na CO2 a uhlík.

Fe3(CO)12 reaguje s thioly a disulfidy za vzniku thiolátových můstkových komplexů, například dimeru thiotrikarbonylu methylželeza:[4]

2 Fe3(CO)12 + 3 (CH3)2S2 → 3 [Fe(CO)3SCH3]2 + 6 CO.

Tyto komplexy se zkoumají jako možné náhrady hydrogenačních enzymů.[5]

Bezpečnost

Nebezpečnost Fe3(CO)12 vyplývá z toho, že jde o těkavý zdroj železa a oxidu uhelnatého. Pevné vzorky a zbytky z reakcí mohou být samozápalné a zapálit použitá organická rozpouštědla

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Triiron dodecacarbonyl na anglické Wikipedii.

  1. ↑ Elschenbroich, C.; Salzer, A. ”Organometallics: A Concise Introduction” (2nd Ed) (1992) from Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 3-527-28165-7
  2. ↑ W. McFarlane; G. W. Wilkinson. Triiron dodecacarbonyl. Inorganic Syntheses. 1966, s. 181–183. ISBN 9780470132395. DOI 10.1002/9780470132395.ch47. 
  3. ↑ W. Hieber; F. Leutert. Über Metallcarbonyle. XII. Die Basenreaktion des Eisenpentacarbonyls und die Bildung des Eisencarbonylwasserstoffs (Metal carbonyls. XII. The Reaction of Iron Pentacarbonyl with Bases and the Formation of Iron Hydrocarbonyl). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1932, s. 145–164. DOI 10.1002/zaac.19322040115. 
  4. ↑ King, R. B. "Organosulfur Derivatives of Metal Carbonyls. I. The Isolation of Two Isomeric Products in the Reaction of Triiron Dodecacarbonyl with Dimethyl Disulfide" J. Am. Chem. Soc. 1962, vol. 84, 2460. DOI:10.1021/ja00871a045
  5. ↑ Synthesis, Purification, and Characterization of a µ-(1,3-Propanedithiolato)-hexacarbonyldiiron Laboratory Experiment or Mini-Project for Inorganic Chemistry or Integrated Laboratory Carmen F. Works 836 Journal of Chemical Education Vol. 84 No. 5 May 2007 Abstract

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Fe3(CO)12lessFe-Fe.png
Autor: Smokefoot, Licence: CC BY-SA 3.0
revised structure of Fe3(CO)12 showing only 2 Fe-Fe bonds, consistent with contemp bonding theory