Aplicación de la teoría de grupos a la espectroscopía infrarroja

Fuente: Tamara M. Powers, Departamento de química, Texas A & M University

Complejos de metal carbonilo se utilizan como metal precursores para la síntesis de complejos organometálicos como catalizadores. Espectroscopia infrarroja (IR) es uno de los métodos de caracterización más utilizada e informativo de CO que contienen compuestos. Teoría de grupos, o el uso de las matemáticas para describir la simetría de una molécula, proporciona un método para predecir el número de modos vibracionales activos de C O IR dentro de una molécula. Observar experimentalmente que el número de C-O se extiende en el IR es un método directo para establecer la geometría y estructura del carbonilo de metal complejo.

En este video, sintetizamos el molibdeno carbonilo complejo Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂, que pueden existir en las formas cis y trans(figura 1). Usaremos teoría del grupo y la espectroscopia IR para determinar qué isómero aislado.

Figura 1. El cis- y trans-isómeros de Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂.

1. configuración de la línea de Schlenk (para un procedimiento más detallado, por favor revisar el video "Schlenk líneas transferencia de disolvente" de la serie de fundamentos de química orgánica ). Seguridad de línea de Schlenk debe revisarse antes de realizar este experimento. Vidrio debe ser inspeccionado para estrellas grietas antes de su uso. Debe tenerse cuidado para asegurar que el O₂ no se condensa en la trampa de la línea de Schlenk si utiliza líquido N₂. Temperatur

Figura 5. IR de Mo(CO)₄[P(OPh)₃]_2.

Solución IR en hidrocarburos saturados (cm^-1): 2046 (s), 1958 (s), 1942 (vs).
La cuarta resonancia puede verse sólo bajo condiciones de alta resolución. Por lo tanto, es posible, como en este caso, que sólo 3 de las 4 resonancias se observan.
Basado en lo IR obtenido, podemos conc...

En este video, aprendimos a utilizar teoría de grupos para predecir el número de modos vibracionales activos de IR en una molécula. Había sintetizado la molécula Mo(CO)₄[P(OPh)₃]₂ y usa IR para determinar qué isómero aislado. Observamos que el producto tenía tres vibraciones de la C O en su espectro de IR, que es consistente con el cis-isómero.

Teoría de grupos es una poderosa herramienta que es usada por los químicos predecir no sólo modos...

1. Fukumoto, K., Nakazawa, H. Geometrical isomerization of fac/mer-Mo(CO)₃(phosphite)₃ and cis/trans-Mo(CO)₄(phosphite)₂ catalyzed by Me₃SiOSO₂CF₃. J Organomet Chem. 693(11), 1968-1974 (2008).
2. Darensbourg, M. Y., Magdalena, P., Houliston, S. A., Kidwell, K. P., Spencer, D., Chojnacki, S. S., Reibenspies, J. H. Stereochemical nonrigidity in heterobimetallic complexes containing the bent metallocene-thiolate fragment. Inorg Chem. 31(8), 1487-1493 (1992).
3. Darensbourg, M. Y., Darensbourg, D. J. Infrared Determination of Stereochemistry in Metal Complexes. J Chem Ed. 47(1), 33-35 (1970).