Metallo carbonili

I metallo carbonili sono costituiti da metalli di transizionee da leganti di monossido di carbonio. Tali complessi sono usati nelle sintesi organiche quali catalizzatori e quali precursori di altri complessi organometallici.

Il monossido di carbonio è formato da un atomo di carbonio legato a un atomo di ossigeno tramite un triplo legame che è costituito da due legami covalenti e da un legame dativo.

monossido di carbonio

Il monossido di carbonio è un legante di tipo L ovvero è un legante neutro che ha 2 elettroni e si lega ai metalli di transizione tramite una retrodonazione π . In tale tipo di legame il metallo mette a disposizione elettroni per riempire gli orbitali antileganti π* di CO con la formazione di un legame complessivo dato da una combinazione di donazione di elettroni da parte di una base di Lewis a cui fa seguito une retrodonazione elettronica da parte della specie che funge da acido di Lewis.

retrodonazione

Il monossido di carbonio è un forte donatore di elettroni σ e un buon accettore di elettroni π. Le proprietà elettroniche del metallo influenzano il peso della retrodonazione nei metallo carbonili.

La tecnica più importante per la caratterizzazione dei metallo carbonili è la Spettroscopia I.R.: la frequenza corrispondente allo stretching  Carbonio-Ossigeno corrisponde a 2143 cm-1 per il monossido di carbonio gassoso.  I metallo carbonili presentano tutti, a causa della retrodonazione, frequenza più basse:

Complesso

Frequenza (cm-1)

V(CO)6

1976

Cr(CO)6

2000

Mn2(CO)10

2013

Fe(CO)5

2023

Co2(CO)8

2044

Ni(CO)4

2057

[Ti(CO)6]2-

1747

Le frequenze dei metallo carbonili sono proporzionali alla forza del legame C-O e inversamente proporzionali alla forza della retrodonazione π tra metallo e carbonio.

Sintesi

Le reazioni di sintesi dei metallo carbonili sono oggetto di ricerche continue stante la loro importanza. Si riportano solo alcune delle sintesi principali

1)      Reazione diretta tra metallo e CO

Il nichel e il ferro allo stato elementare possono dare i rispettivi metallo carbonili:

Ni + 4 CO → Ni(CO)4

Fe + 5 CO → Fe(CO)5

2)      Riduzione dei sali  metallici e degli ossidi

Alcuni metallo carbonili vengono preparati dalla riduzione degli alogenuri metallici in presenza di monossido di carbonio ad alta pressione in presenza di agenti riducenti quali rame, alluminio e idrogeno; ad esempio si può ottenere il cromo esacarbonile a partire da cloruro di cromo (III) in benzene in presenza di alluminio quale agente riducente e di cloruro di alluminio quale catalizzatore:

CrCl3 + Al + 6 CO → Cr(CO)6 + AlCl3

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Author: Chimicamo

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