ثلاثي كربونيل الحديد دوديكا

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

مركب ثلاثي كربونيل الحديد (دوديكاكربونيل) هو مركب عضوي للحديد صيغته Fe₃ ( CO ) ₁₂ . وهو مادة صلبة خضراء داكنة تتسامى تحت الفراغ. يذوب في المذيبات العضوية غير القطبية مُعطيًا محاليل خضراء زاهية. معظم التجمعات ذات النوى المنخفضة تكون صفراء باهتة أو برتقالية. تتحلل المحاليل الساخنة من Fe₃ ( CO) ₁₂ إلى مرآة حديدية، والتي قد تكون قابلة للاشتعال التلقائي في الهواء. تتحلل المادة الصلبة ببطء في الهواء، ولذلك تُخزن العينات عادةً باردة تحت جو خامل. [ 1 ] وهو مصدر أكثر تفاعلية للحديد (0) من خماسي كربونيل الحديد .

توليف

كانت إحدى أولى تجمعات كربونيل المعادن التي تم تصنيعها. وقد تم الحصول عليها أحيانًا من التحلل الحراري لـ Fe(CO) 5 :

3 الحديد (CO) 5 → الحديد 3 (CO) 12 + 3 CO

يسهل الكشف عن آثار المركب بسبب لونه الأخضر الداكن المميز. ينتج عن التحلل الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية لمركب Fe(CO) ₅ مركب Fe₂ (CO) ₉ ، وليس مركب Fe₃ ( CO) ₁₂ .

يبدأ التخليق المعتاد لـ Fe 3 (CO) 12 بتفاعل Fe(CO) 5 مع القاعدة: [ 2 ]

3 Fe(CO) 5 + (C 2 H 5 ) 3 N + 2 H 2 O → [(C 2 H 5 ) 3 NH] [HFe 3 (CO) 11 ] + H 2 + 2 CO + 2 CO 2

ثم يتم بروتنة مجموعة الهيدريد الناتجة باستخدام الحمض:

12 [(C 2 H 5 ) 3 NH] [HFe 3 (CO) 11 ] + 18 HCl → 11 Fe 3 (CO) 12 + 15 H 2 + 3 FeCl 2 + 12 [(C 2 H 5 ) 3 NH]Cl

تضمنت عملية التخليق الأصلية التي قام بها والتر هيبر وآخرون أكسدة H₂Fe ( CO) ₄ بثاني أكسيد المنغنيز . وقد تمت صياغة العنقود في الأصل بشكل خاطئ على أنه "Fe(CO) ₄ ". [ 3 ]

بناء

محلول مشبع من Fe 3 (CO) 12 في الميسيتيلين .

أثبت تحديد بنية Fe3 ( CO) 12 أنه أمرٌ صعبٌ نظرًا لعدم انتظام روابط CO في البلورات. وقد جاءت الأدلة المبكرة على بنيته المميزة C2v من قياسات مطيافية موسباور التي كشفت عن وجود ثنائيتين رباعيتي الأقطاب بإزاحات متماثلة ولكن بثوابت اقتران رباعية الأقطاب مختلفة (1.13 و 0.13 مم  / ث ) .

يتكون Fe3 (CO) 12 من مثلث من ذرات الحديد محاط باثنتي عشرة رابطة CO . عشر من هذه الروابط طرفية، واثنتان تمتدان على حافة Fe---Fe، مما ينتج عنه تناظر من المجموعة النقطية C2v . في المقابل، يتخذ كل من Ru3(CO)12 و Os3(CO)12 بنية متناظرة من المجموعة D3h ، حيث ترتبط جميع روابط CO الاثنتي عشرة طرفيًا بالفلزات. في المحلول، يكون Fe3 ( CO ) 12 ديناميكيًا ، مما يؤدي إلى تكافؤ جميع مجموعات CO الاثنتي عشرة على المقياس الزمني للرنين النووي المغناطيسي للكربون -13 . [ 4 ]

يرتبط الأنيون [HFe 3 (CO) 11 ] − بنيويًا بالأنيون Fe 3 (CO) 12 ، حيث يحل الهيدريد محل أحد روابط CO الجسرية. ويتم وصف الرابطة في الوحدة الفرعية Fe-H-Fe باستخدام مفاهيم طُوِّرت للديبوران .

ردود الفعل

يتفاعل محلول Fe3 ( CO) 12 مع ثلاثي فينيل فوسفين لإنتاج (ثلاثي فينيل فوسفين) حديد رباعي الكربونيل (وبعض ثنائي (ثلاثي فينيل فوسفين) حديد ثلاثي الكربونيل ). [ 5 ]

حديد 3 (CO) 12 + 3 P(C 6 H 5 ) 3 → 3 Fe(CO) 4 (P(C 6 H 5 ) 3 )

يؤدي تسخين Fe 3 (CO) 12 إلى إنتاج منخفض من مجموعة الكربيد Fe 5 (CO) 15 C. تحدث هذه التفاعلات من خلال عدم تناسب CO لإعطاء CO 2 والكربون .

يشكل Fe 3 (CO) 12 "الفيرولات" عند تفاعله مع المركبات الحلقية غير المتجانسة مثل الثيوفينات .

يتفاعل Fe 3 (CO) 12 مع الثيولات وثنائي الكبريتيدات لإعطاء معقدات ثيولاتية جسرية ، مثل ثنائي ميثيل ثيو حديد ثلاثي الكربونيل : [ 6 ]

2 Fe 3 (CO) 12 + 3 (CH 3 ) 2 S 2 → 3 [Fe(CO) 3 SCH 3 ] 2 + 6 CO. تُدرس هذه المركبات كمحاكيات للهيدروجيناز . [ 7 ]

أمان

يُعدّ Fe3 (CO) 12 مادة خطرة كمصدر لأول أكسيد الكربون. ويمكن أن تكون العينات الصلبة، خاصةً عند طحنها إلى أجزاء دقيقة، ومخلفات التفاعلات قابلة للاشتعال التلقائي، مما قد يؤدي إلى اشتعال المذيبات العضوية المستخدمة في هذه التفاعلات.

مراجع

  1. ^ إلشنبرويش، سي. سالزر، أ. "المعادن العضوية: مقدمة موجزة" (الطبعة الثانية) (1992) من Wiley-VCH: Weinheim. رقم ISBN 3-527-28165-7
  2. ↑ ماكفارلين، دبليو؛ ويلكنسون، جي دبليو (1966). ثلاثي كربونيل الحديد دوديكا . التخليق غير العضوي . المجلد 8. الصفحات 181-183 . doi : 10.1002/9780470132395.ch47 . ISBN   978-0-470-13239-5.
  3. ^ هيبر ، دبليو. ليوترت، ف. (1932). “Über Metallcarbonyle. XII. Die Basenreaktion des Eisenpentacarbonyls und die Bildung des Eisencarbonylwasserstoffs (الكربونيل المعدني. XII. تفاعل الحديد الخماسي الكربونيل مع القواعد وتكوين هيدروكربونيل الحديد)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 204 : 145– 64. دوى : 10.1002/zaac.19322040115 .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  4. ↑ فاروجيا، لويس ج. (1997). "الديناميكيات والتقلبات في تجمعات كربونيل المعادن: بعض المشكلات القديمة والجديدة". مجلة الجمعية الكيميائية، معاملات دالتون (11): 1783-1792 . doi : 10.1039/A608514H .
  5. ↑ كليفورد، أ. ف.؛ موخرجي، أ. ك. (1966). "مركبات كربونيل الحديد مع ثلاثي فينيل فوسفين، وثلاثي فينيل أرسين، وثلاثي فينيل ستيبين". التخليق غير العضوي . المجلد الثامن. الصفحات 185-191 . doi : 10.1002/9780470132395.ch49 . ISBN   978-0-470-13239-5.
  6. ↑ كينغ، آر بي. "مشتقات الكبريت العضوية لكربونيلات المعادن. الجزء الأول: عزل منتجين متماثلين في تفاعل دوديكاكربونيل ثلاثي الحديد مع ثنائي ميثيل ثنائي الكبريتيد". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 1962، المجلد 84، 2460. doi : 10.1021/ja00871a045
  7. ↑ تخليق وتنقية وتوصيف مركب μ-(1,3-بروبانيديثيولات)-هيكساكربونيل ثنائي الحديد. تجربة معملية أو مشروع مصغر للكيمياء غير العضوية أو مختبر متكامل. كارمن ف. وركس. 836. مجلة التعليم الكيميائي ، المجلد 84، العدد 5، مايو 2007. ملخص