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Nonahidruro de potasio

El nonahidruro de potasio (VII) es un compuesto inorgánico que tiene la fórmula K 2 [ Re H 9 ] . Esta sal incolora es soluble en agua, pero poco soluble en la mayoría de los alcoholes . Esta sal contiene el anión nonahidruro de potasio (VII) , [ReH 9 ] 2− , que es un ejemplo raro de un complejo de coordinación que contiene solo ligandos hidruro .

Historia

El estudio de los hidruros de renio se remonta a la década de 1950 e incluía informes sobre el anión "renuro", supuestamente Re . Estos informes dieron lugar a una serie de investigaciones de AP Ginsberg y colaboradores sobre los productos de la reducción del perrenato . [1]

El anión renuro , Re , se basó en el producto de la reducción de sales de perrenato , como la reducción de perrenato de potasio ( KReO 4 ) por potasio metálico. [2] Se demostró que el "renuro de potasio" existe como un complejo tetrahidratado, con la fórmula química postulada KRe·4H 2 O (renuro de potasio tetrahidratado). [3] Este compuesto exhibe propiedades fuertemente reductoras y produce lentamente gas hidrógeno cuando se disuelve en agua. También se informó sobre las sales de litio y talio . Sin embargo, investigaciones posteriores indican que el ion "renuro" es en realidad un complejo de hidrurorrenato. Se ha demostrado que el "renuro de potasio" es en realidad el nonahidruro de potasio (VII), K 2 [ReH 9 ] , que contiene el anión nonahidruro de potasio (VII), [ReH 9 ] 2− , en el que el estado de oxidación del renio es en realidad +7. [4] [5] Otros métodos de reducción de sales de perrenato producen compuestos que contienen otros complejos hidruro, incluido ReH 3 (OH) 3 (H 2 O) . [6]

Estructura, síntesis y propiedades

Estructura del anión [ReH 9 ] 2− , un prisma trigonal tricapado.

[ReH 9 ] 2− es un ejemplo inusual de un complejo no coordinado , su alto número de coordinación se atribuye al pequeño tamaño del ligando hidruro y la alta carga positiva en el átomo central de Re(VII). Su estructura consiste en un prisma trigonal tricapado , [7] [8] como se determinó por cristalografía de neutrones . [9] [10] La sal de sodio diamagnética , como el compuesto de tecnecio análogo , se prepara tratando una solución de etanol de perrenato de sodio , NaReO 4 , con sodio metálico . [11] A través del intercambio catiónico , se puede convertir en la sal de tetraetilamonio correspondiente, ([(CH 3 CH 2 ) 4 N] + ) 2 [ReH 9 ] 2− (nonahdridorhenato de tetraetilamonio (VII)).

Isoestructural con [ReH 9 ] 2− (nonahdridotecnetato(VII)), [TcH 9 ] 2− consiste en un prisma trigonal con un átomo de Tc en el centro y seis átomos de hidrógeno en las esquinas. Tres ligandos de hidrógeno más definen un triángulo que se encuentra paralelo a la base y cruza el prisma en su centro (ver figura). Aunque esos ligandos de hidruro no son equivalentes, su estructura electrónica es casi la misma. El número de coordinación de 9 en este complejo es el más alto conocido para cualquier complejo de renio.

Recientes cálculos de la teoría funcional de la densidad sobre [ReH 9 ] 2− indican que este dianión adopta la vía D 3h ⇌C 4v ⇌D 3h en fase gaseosa y solución, interconversión propuesta originalmente por Muetterties [12] que presenta una estructura de antiprisma cuadrado cubierto como estado de transición que tiene una barrera de energía muy baja . En el sólido K 2 [ReH 9 ] , los movimientos intramoleculares de [ReH 9 ] 2− incluyen (1) mecanismo de danza circular (similar a la pintura Danza (II) de Matisse) y (2) rotación de torniquete de tres brazos . [13]

Referencias

  1. ^ AP Ginsberg; JM Miller; JR Cavanaugh y BP Dailey (1960). "Evidencia de la existencia de un hidruro de potasio y renio y su relación con la naturaleza del estado de oxidación (−1) del renio". Nature . 185 (4712): 528–9. Código Bibliográfico :1960Natur.185..528G. doi :10.1038/185528a0. S2CID  4166868.
  2. ^ Cobble, JW (junio de 1957). "Sobre la estructura del ion renuro". The Journal of Physical Chemistry . 61 (6): 727–729. doi :10.1021/j150552a005.
  3. ^ Bravo, JB; Griswold, E.; Kleinberg, J. (enero de 1954). "La preparación de un renuro sólido" (PDF) . The Journal of Physical Chemistry . 58 (1): 18–21. doi :10.1021/j150511a004. hdl : 1808/26443 . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016.
  4. ^ Floss, JG; Grosse, AV (1960). "Renohidruros alcalinos y alcalinotérreos". Revista de química inorgánica y nuclear . 16 (1–2): 36–43. doi :10.1016/0022-1902(60)80083-8.
  5. ^ Kenneth Malcolm Mackay; Rosemary Ann Mackay; W. Henderson (2002). Rosemary Ann Mackay (ed.). Introducción a la química inorgánica moderna (6.ª ed.). CRC Press. págs. 368–369. ISBN 0-7487-6420-8.
  6. ^ Green, MLH; Jones, DJ (1965). Emeleus, HJ; Sharpe, AG (eds.). Avances en química inorgánica y radioquímica . Academic Press. págs. 169–172. ISBN. 0-12-023607-9.
  7. ^ Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5
  8. ^ Housecroft, CE y Sharpe AG "Química inorgánica" (2.ª ed., Pearson 2005. ISBN 0130-39913-2 ), pág. 254 
  9. ^ Abrahams, SC; Ginsberg, AP; Knox, K. (1964). "Compuestos de metal de transición-hidrógeno. II. La estructura cristalina y molecular del hidruro de potasio y renio, K 2 ReH 9 ". Inorg. Chem . 3 (4): 558–567. doi :10.1021/ic50014a026.
  10. ^ Bronger, W.; sobre Brassard, L.; Müller, P.; Lebech, B.; Schultz, Th. (1999). "K2ReH9, una nueva mejora de la estructura". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 625 (7): 1143-1146. doi :10.1002/(SICI)1521-3749(199907)625:7<1143::AID-ZAAC1143>3.0.CO;2-V.[ enlace muerto ]
  11. ^ AP Ginsberg; CR Sprinkle (1972). Sales de nonahidrurohenato . Síntesis inorgánica. Vol. 13. págs. 219-225. doi :10.1002/9780470132449.ch45. ISBN 978-0-470-13244-9.
  12. ^ Guggenberger, LJ; Muetterties, EL (1976). "Análisis de la trayectoria de reacción. 2. La familia de nueve átomos". J. Am. Chem. Soc . 98 (23): 7221–7225. doi :10.1021/ja00439a019.
  13. ^ Tao, Y.; Wang, X.; Zou, W.; Luo, G.; Kraka, E. (2022). "Movimiento intramolecular inusual de ReH 9 2– en el cristal K 2 ReH 9 : Mecanismos de danza circular y torniquete de tres brazos revelados por estudios computacionales". Inorg. Química . 61 (2): 1041–1050. doi :10.1021/acs.inorgchem.1c03118. PMID  34965110. S2CID  245567595.