13. adrian enlace cuádruple del molibdeno
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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA 7.11.2010ESCUELA DE QUIMICA
LABORATORIO DE QUIMICA INORGÁNICA IIESTUDIANTE: Adrián Delgado QuesadaCARNÉ: A82110 GRUPO: 01
ASISTENTE: Mauricio GagoEnlace Cuádruple del Molibdeno, Síntesis del
Mo2(OAc)4.
Introducción.
Se ha definido que un complejo organometálico es aquel que posee al
menos un enlace M-C. Entre estos compuestos se encuentran calificados los
que tengan ligandos carbonilo. Donde a estos se les ubica entre los ligantesde enlace π , donde el enlace se da por dos contribuciones: una donde un
orbital sigma lleno del carbono se traslapa con un orbital tipo σ del metal; y
otra donde se da un traslape de coordinación de un orbital metálico dπ o
dpπ híbrido con el orbital π antienlazante vacío del carbono, que puede
actuar como un receptor de densidad electrónica.
La interacción del enlace debe ser iónica o covalente, localizada o
deslocalizada entre uno o más átomos de carbono de un grupo orgánico o
molécula y un átomo metálico de transición, lantánido, actínido, o de un
grupo principal.1
Metales como el Cromo en el estado de oxidación II es caracterizado
por la química acuosa del fuerte reductor Cr+2, y una notable tendencia a
formar compuestos dimoleculares con enlaces múltiples Metal-Metal. Esta
tendencia a formar enlaces múltiples es mucho más mascada en el
molibdeno, pero mucho menos fuerte en el tungsteno2. Estos enlaces solo
suceden entre los metales de transcion y son el resultado de la
superposición de los orbitales d.
Estos compuestos presentan un diagrama de orbitales general:
Este tipo de enlaces tiene dos propiedades características:
1 Huheey, E. J.; Keiter, A. E.; Keiter, L. R. Química Inorgánica, 4a ed.; OxfordUniversity Press: México, 19972 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements; Pergamon Press:Oxford,1990.
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1. Es muy fuerte y por consiguiente muy corto.
2. Dadas las propiedades angulares de los orbítales dxy, los que se
superponen para formar el enlace δ , dicho enlace tiene una
dependencia inherente al ángulo de rotación interna.
Se han observado varios ejemplos de rotaciones de hasta 20°; sin
embargo, la mayoría de los enlaces están esencialmente eclipsados.3
En la figura 1 se muestra la estructura del Mo2(OAc)4, en este compuesto
la fuerza de los componentes de los enlaces Mo-Mo, aumenta en la molécula
de Mo2(OAc)4 por encima de su valor en el ion Mo2+4. Esto se debe
principalmente a que la densidad de los electrones donados por los ligandos
OAc-, reduce la carga de la unidad Mo2, permitiendo así a los orbitales
metálicos d expendirse y superponerse mejor.4
Estos compuestos son utilizados para soportes catalizadores en olefinas
de desproporciones, en estos se toman Mo(CO)6 o compuestos como el
Mo2(OAc)4 o similares y son unidos a los soportes para ser utilizados como
especies activas.5
Se tiene como objetivo de la practica sintetizar el Mo2(OAc)4.
O O
C
Mo
O
Mo
O O
O O
CH3
O
CH3
Figura 1. Estructura del Mo2(OAc)4.
Parte experimental.
3 Wells, F. A. Structural Inorganic Chemistry, 5a.ed.; Clarendon Press: Oxford,1984.4 Cotton, F. A.; Wilkinson, G. Química Inorgánica Avanzada, 3a.ed.; Limuza:México, 1966.5 Smith, J, et al. J. Chem. Soc., Dalton Trans, 1974,1742.
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Se siguió el procedimiento descrito por Girolami, G.S.; Rauchfuss, T.B.;
Algelici R.J. en su libro Síntesis and Technique in Inorganic Chemistry.6
Todos los reactivos utilizados en la práctica fueron proporcionados por
la proveeduría de química, el Mo(CO)6 son de marca MERCK; estos se
utilizaron tal y como se recibieron.
Mo2(OAc)4: Se reflujo una solución amarilla de Mo(CO)6 (2,01 g, XXXmmol)
en una mezcla de HOAc/O(Ac)2 (100/7, ml) por espacio de 16 horas en
atmósfera de nitrógeno. Después de este tiempo se enfrió y se filtro una
solución azul, los cristales obtenidos se lavaron con etanol, éter y se seco al
vació. Obteniéndose cristales amarillos de Mo2(OAc)4 (0.35g 42% en base al
Mo(CO)6).
IR: Mo2(OAc)4 (KBr, cm-1): 3437, 1508, 1498, 1443, 1352 1046, 675.
Resultados y discusión.
El Mo2(OAc)4 es sensible al agua por tanto debe ser preparado bajo
condiciones totalmente anhidras por los tanto se realiza toda la síntesis en un
medio de nitrógeno el cual elimina toda el agua del medio de reacción, para
asegurarse que en la disolución no se encuentra agua se utilizó la mezcla de
ácido acético y anhídrido acético el cual al existir agua en el medio reacciona
para dar ácido acético y mantener la solución anhidra.
O
O O
OH2+
OH
O
2
(1)
La reacción de formación del Mo2(OAc)4 en un medio de ácido acético
es la siguiente:
OH
O
Mo(CO)6 Mo
2(OAc)
4+H
O
+ CO OH2+ +26 122 2
(2)
En esta reacción se da la generación de agua que reacciona con el
anhídrido acético manteniendo el medio libre de agua.
6 Girolami, G.S.; Rauchfuss, T.B.; Algelici R.J. Synthesis and Technique inInorganic Chemistry, 3a. ed.; University Science Books: Sausalito, 1999..
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Para la formación del producto es necesaria romper la energía de
activación para la reacción, esta energía es entregada por el reflujo.
Se observa que la reacción se realiza al observar los cambios de
colores generados en la solución ya que cambia de un color amarillo.
En el caso en que los átomos metálicos tengan cada uno 4 electrones
d que contribuir, es posible saturar cada uno de esos orbitales y obtener el
enlace cuádruple metal- metal, cuya configuración será σ2π
4δ
2. 4
Este tipo de enlace tiene dos propiedades caracteristicas:
1. Es muy fuerte y por consiguiente muy corto.
2. Dadas las propiedades angulares de los orbitales dxy, los que se
superponen para formar el enlace δ , dicho ángulo tiene una
dependencia inherente al ángulo de rotación interna. Por lo cual se
espera que la rotacion alrededor del enlace cuádruple se desvié un
poco de la configuración eclipsada, ósea máxima superposición de los
orbitales dxy-dxy.
Cabe destacar que el producto sintetizado puede realizar reaciones de
intercambio de ligandos ( no redox) y en las que las unidades de Mo24+
permanecen intactas.4
En el espectro IR se observan bandas características del hidrógenos
alifáticos (2935 cm-1), también bandas de C=O a 1517 cm-1, 1419 cm-1, 1443
cm-1, y de C-O a 1046 cm-1.
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