العصر الكوبالتوسيني

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

الكوبالتوسين ، المعروف أيضاً باسم ثنائي (سيكلوبنتادينيل) كوبالت (II) أو حتى "ثنائي كوبالت Cp"، هو مركب عضوي كوبالت صيغته الكيميائية Co(C₅H₅ ) ₂ . وهو مادة صلبة داكنة اللون ذات لون أرجواني ، تتسامى بسهولة عند درجة حرارة أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة. اكتُشف الكوبالتوسين بعد فترة وجيزة من اكتشاف الفيروسين ، وهو أول ميتالوسين . ونظراً لسهولة تفاعله مع الأكسجين، يجب التعامل مع هذا المركب وتخزينه باستخدام تقنيات خالية من الهواء .

توليف

كوبالتوسين مُسامى بالتفريغ تحت جو من النيتروجين

يُحضّر الكوبالتوسين بتفاعل سيكلوبنتادينيد الصوديوم (NaC₅H₅ ) مع كلوريد الكوبالت (II) اللامائي في محلول رباعي هيدروفيوران . وينتج كلوريد الصوديوم كمركب مصاحب، وعادةً ما يُنقى الناتج العضوي الفلزي بالتسامي الفراغي . [ 1 ]

البنية والترابط

في المركب Co(C₅H₅ ) ₂ ، يقع مركز الكوبالت بين حلقتين من السيكلوبنتادينيل (Cp). يبلغ طول الرابطة Co–C حوالي 2.1 أنغستروم، وهو أطول قليلاً من طول الرابطة Fe–C في الفيروسين. [ 2 ] 

ينتمي Co(C₅H₅ ) ₂ إلى مجموعة من المركبات العضوية الفلزية تُسمى الميتالوسينات أو المركبات الشطيرية. [ 3 ] يحتوي الكوبالتوسين على 19 إلكترون تكافؤ، أي أكثر بإلكترون واحد من المعتاد في معقدات الفلزات الانتقالية العضوية، مثل الفيروسين، وهو مركب مستقر للغاية. (انظر قاعدة الـ 18 إلكترونًا ). يشغل هذا الإلكترون الإضافي مدارًا مضادًا للترابط بالنسبة لروابط Co–C. ونتيجة لذلك، تكون مسافات Co–C أطول قليلًا من روابط Fe–C في الفيروسين. تتميز العديد من التفاعلات الكيميائية لـ Co(C₅H₅ ) ₂ بميله إلى فقدان هذا الإلكترون "الإضافي"، مما ينتج عنه كاتيون يحتوي على 18 إلكترونًا يُعرف باسم كوبالتوسينيوم.

2شركة(ج5ح5)2⏟+19هـ-أنا2⟶2شركة(ج5ح5)2+⏟+18هـ-2أنا-{\displaystyle {\ce {\underbrace {2Co(C5H5)2} _{19e-}+I2->\underbrace {2Co(C5H5)2+} _{18e-}+2I-}}}

إن الرودوسين ، وهو قريب من الكوبالتوسين، لا يوجد على شكل مونومر، ولكنه يتحد تلقائيًا مع جزيء آخر عن طريق تكوين رابطة C–C بين حلقات Cp.

ردود الفعل

خصائص الأكسدة والاختزال

يُعدّ Co( C₅H₅ ) ₂ عامل اختزال شائعًا أحادي الإلكترون في المختبر. [ 4 ] في الواقع، يتميز زوج الأكسدة والاختزال Co( C₅H₅ ) ₂ بسلوك انعكاسي ممتاز ، ما يسمح باستخدامه كمعيار داخلي في الفولتامترية الدورية. أما نظيره المُبرمَثَل ، ديكاميثيل كوبالتوسين ( Co (C₅Me₅ ) ₂ ) ، فهو عامل اختزال قوي للغاية، نظرًا لتبرع كثافة الإلكترونات بالحث من مجموعات الميثيل العشر ، ما يدفع الكوبالت إلى التخلي عن المزيد من إلكتروناته "الإضافية". يُعدّ هذان المركبان مثالين نادرين لعوامل اختزال تذوب في المذيبات العضوية غير القطبية. فيما يلي جهود اختزال هذين المركبين، باستخدام زوج الفيروسين- فيروسينيوم كمرجع:

نصف التفاعلE 0 (V)
Fe(C5 ساعات5 ) + 2 + e−⇌ Fe(C5H5)20.00 (بحسب التعريف)
Fe(Cأنا 55 ) + 2 + e−⇌ Fe(C5Me5)2-0.59
Co(C5 ساعات5 ) + 2 + e−⇌ Co(C5H5)2-1.33
Co(Cأنا 55 ) + 2 + e−⇌ Co(C5Me5)2-1.94

تُظهر البيانات أن مركبات الديكاميثيل  أكثر اختزالًا بحوالي 600 ملي فولت من الميتالوسينات الأصلية. إلا أن تأثير الاستبدال هذا يتضاءل أمام تأثير المعدن: فالانتقال من الحديد إلى الكوبالت يجعل عملية الاختزال أكثر ملاءمة بأكثر من 1.3 فولت.

الكربنة

يؤدي تفاعل Co( C₅H₅ ) ₂ مع أول أكسيد الكربون إلى تكوين مشتق الكوبالت (I) Co( C₅H₅ )(CO) ₂ ، مصحوبًا بفقدان رابطة Cp واحدة. يُجرى هذا التفاعل عند درجة حرارة تقارب 130 درجة مئوية وضغط 500 رطل لكل بوصة مربعة من أول أكسيد الكربون. [ 1 ] [ 5 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 King, RB (1965). Organometallic Syntheses . Vol.  1. New York, NY: Academic Press.
  2. ↑ أنتيبين، م. يو.؛ بوز، ر.؛ أوغارت، ن.؛ شميد، ج. (1993). "إعادة تحديد البنية البلورية للكوبالتوسين عند 100 كلفن و297 كلفن: مقارنة مع الفيروسين والنيكلوسين". الكيمياء البنيوية 4 (2): 91-101 . doi : 10.1007/BF00677370 . S2CID 93871667 .   
  3. ^ إلشنبرويش، سي. سالزر، أ. (1992). المعادن العضوية: مقدمة موجزة ( الطبعة الثانية). فاينهايم: وايلي-VCH. رقم ISBN  978-3-527-28165-7.
  4. ↑ كونلي، إن جي؛ جايجر، دبليو إي (1996). "عوامل الأكسدة والاختزال الكيميائية للكيمياء العضوية الفلزية". مجلة الكيمياء 96 (2): 877-910 . doi : 10.1021/cr940053x . PMID 11848774 . 
  5. ↑ كينغ، آر بي؛ ستون، إف جي إيه (1967). كربونيلات الفلزات الحلقية الخماسية وبعض مشتقاتها . التخليق غير العضوي. المجلد 7. الصفحات 99-115 . doi : 10.1002/9780470132388.ch31 . ISBN   9780470132388.