Fonte: Corey Burns, Tamara M. Powers, Dipartimento di Chimica, Texas A & M University
I complessi di ruote a pale sono una classe di composti composta da due ioni metallici (1°,2°o 3° fila metalli di transizione) tenuti in prossimità da quattro ligandi ponte (più comunemente formamidinati o carbossilati) (Figura 1). Variando l'identità dello ione metallico e del ligando ponte si accede a grandi famiglie di complessi di ruote a pale. La struttura dei complessi di ruote a pale consente l'incollaggio metallo-metallo, che svolge un ruolo vitale nella struttura e nella reattività di questi complessi. A causa della diversità delle strutture elettroniche disponibili per i complessi di ruote a pale - e delle corrispondenti differenze nell'incollaggio M-M visualizzate da queste strutture - i complessi di ruote a pale hanno trovato applicazione in diverse aree, come nella catalisi omogenea e come elementi costitutivi per strutture metallo-organiche (MOF). Comprendere la struttura elettronica dei legami M-M nei complessi di ruote a pale è fondamentale per comprendere le loro strutture e quindi per l'applicazione di questi complessi nella chimica di coordinazione e nella catalisi.
Figura 1. Struttura generale dei complessi di ruote a pale, dove M può essere un metallo di transizione 1°,2 °o 3° fila.
Quando due metalli di transizione sono tenuti in prossimità, gli orbitali dsi sovrappongono, il che può provocare la formazione di legami M-M. Gli orbitali d sovrappostipossono formare tre tipi di legami - σ, π e δ - a seconda della simmetria degli orbitali coinvolti. Se assegniamo l'asse z molecolare come complanare con il legame M-M, un legame σ è formato dalla sovrapposizione degli orbitali dz2 e i legami π sono formati dalla sovrapposizione degli orbitali dxz e dyz. δ legami sono generati dalla sovrapposizione di d-orbitaliche hanno due nodi planari (dxy e dx2–y2). Di conseguenza, tutti e quattro i lobi dell'orbitale dsi sovrappongono e il corrispondente legame δ ha due nodi planari (Figura 2). In teoria, con l'aggiunta di legami δ, i complessi della ruota a pale sono in grado di supportare legami quintupli o cinque legami tra atomi di metallo. 1 Nella maggior parte dei complessi, il dx2–y2 forma forti legami metallo-ligando e non contribuisce in modo significativo al legame M-M. Pertanto, i legami quadrupli sono l'ordine massimo di legame in molti complessi.
Figura 2. Rappresentazione visiva di σ, π e δ MO di legame risultanti dalla combinazione lineare di orbitali dmetallici. Gli orbitali atomici dz2 hanno la migliore sovrapposizione spaziale, seguiti dagli orbitali dxz e dyz. Gli orbitali atomici dxy hanno la minor quantità di sovrapposizione spaziale.
In questo video, sintetizzaremo il complesso di ruota a pale di dimolybdenumMo 2(ArNC(H)NAr)4, dove Ar = p-(MeO) C6H4, che presenta un legame quadruplo. Caratterizzeremo il composto mediante spettroscopia NMR e utilizzeremo la cristallografia a raggi X per studiare il legame M-M.
1. Sintesi del ligando ArN(H)C(H)NAr, dove Ar = p-(MeO)C6H4 (Figura 5)2
Ligando ArN(H)C(H)NAr
Resa: 3,25 g (53%). 1 H NMR (cloroformio-d, 500 MHz, δ, ppm): 8,06 (s, 1H, NHC-HN), 6,99 (d, 4H, aromatico C-H, J = 8,7 Hz), 6,86 (d, 4H, aromatico C-H, J = 9,0 Hz), 3,80 (s, 6H, -OCH3).
Complesso MoMo 2(ArNC(H)NAr)4
Resa: 450 mg (57%). 1 H N.
In questo video, abbiamo imparato a conoscere l'incollaggio M-M. Abbiamo sintetizzato un complesso di molibdeno dinucleare caratterizzato da un legame quadruplo. Le obbligazioni quadruple sono costituite da tre diversi tipi di obbligazioni, tra cui obbligazioni σ, π e δ. Abbiamo raccolto dati di diffrazione a raggi X a cristallo singolo e osservato una breve lunghezza del legame Mo-Mo coerente con un composto quadruplicato.
I complessi di ruote a pale, come il complesso Mo2 prepa...
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