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Policationes de mercurio

Detalles estructurales de [Hg 4 ] 2+ en [Hg 4 ](AsF 6 ) 2 . Distancias en picómetros. [1]

Los policationes de mercurio son cationes poliatómicos que contienen solo átomos de mercurio . El ejemplo más conocido es el Hg2+
2
ion, que se encuentra en compuestos de mercurio(I) (mercurosos). La existencia del enlace metal-metal en compuestos de Hg(I) se estableció mediante estudios de rayos X en 1927 [2] [ página requerida ] y espectroscopia Raman en 1934 [3], lo que lo convierte en uno de los primeros enlaces covalentes metal-metal en caracterizarse , si no el primero .

Otros policationes de mercurio son el Hg lineal2+
3
y Hg2+
4
iones, [3] y el Hg triangular4+
3
ion [4] y una serie de policationes de cadena [5] y de capa. [6]

Mercurio (I)

El policatión de mercurio más conocido es el Hg2+
2
, en el que el mercurio tiene un estado de oxidación formal de +1. El Hg2+
2
El ion fue quizás la primera especie enlazada metal-metal confirmada. La presencia del Hg2+
2
La presencia de iones en solución fue demostrada por Ogg en 1898. [7] En 1900, Baker demostró la presencia de dímeros de HgCl en la fase de vapor. [8] La presencia de Hg2+
2
La presencia de unidades en estado sólido se determinó por primera vez en 1926 mediante difracción de rayos X. [2] La presencia del enlace metal-metal en solución se confirmó mediante espectroscopia Raman en 1934. [3]

Hg2+
2
es estable en solución acuosa, donde está en equilibrio con el Hg2+
y Hg elemental, con Hg2+
Presente en alrededor del 0,6%. Los aniones de sales insolubles desplazan fácilmente el equilibrio: S2−, que forma una sal insoluble de Hg(II), induce una desproporción completa, mientras que Cl−, que forma una sal insoluble de Hg(I), induce el efecto inverso. [3] La mayoría de las sales con elementos del grupo principal tienden a contener solo Hg(II) y mercurio metálico, porque la presencia de bases de Lewis fuertes desestabiliza el enlace intermetálico. Sin embargo, en disolventes apropiados, se conocen sales de Hg(I) con derivados de amidas , piridinas , trifluoruro de fósforo , estaño(II) y algunos otros elementos del grupo principal. [9]

Minerales que se sabe que contienen Hg2+
2
Los cationes incluyen eglestonita. [10]

Cationes trimercurio y tetramercurio lineales

Compuestos que contienen el Hg lineal2+
3
(mercurio( 23 )) y Hg2+
4
Se han sintetizado cationes (mercurio( 12 )). Estos iones sólo se conocen en estado sólido en compuestos como el Hg
3
(AlCl
4
)
2
y Hg
4
(AsF
6
)
2
La longitud del enlace Hg-Hg es de 255 pm en Hg .2+
3
, y 255–262 pm en Hg2+
4
El enlace implica enlaces de 2 centros y 2 electrones formados por orbitales 6s. [3]

Cationes cíclicos de mercurio

El Hg triangular4+
3
El catión se confirmó en una nueva investigación del mineral terlinguaíta en 1989 [4] y posteriormente se sintetizó en varios compuestos. [11] El enlace se ha descrito en términos de un enlace de dos electrones de tres centros donde la superposición de los orbitales 6s en los átomos de mercurio da (en simetría D 3h ) un orbital de enlace "a 1 ". [12]

Policationes en cadena y en capas

El compuesto amarillo dorado Hg
2.86
(AsF
6
), llamado "el oro de los alquimistas" por sus descubridores, [5] contiene cadenas perpendiculares de átomos de Hg.

Los compuestos "metálicos" Hg
3
NbF
6
y Hg
3
TaF
6
Contienen capas hexagonales de átomos de mercurio separados por capas de MF
6
aniones. [6] Ambos son superconductores por debajo de 7  K. [13]

Referencias

  1. ^ Cutforth, Brent D.; Gillespie, Ronald J.; Ireland, Peter; Sawyer, Jeffery F.; Ummat, PK (1983). "Preparación y estructura cristalina del tetramercurio bis(hexafluoroarsenato) [Hg 4 ](AsF 6 ) 2 ". Química inorgánica . 22 (9): 1344–1347. doi :10.1021/ic00151a015.
  2. ^ ab Wells, AF (1962). Química inorgánica estructural (3.ª ed.). Oxford Science Publications.
  3. ^ abcde Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ ab Brodersen, K.; Göbel, G.; Liehr, G. (1989). "Terlinguait Hg 4 O 2 Cl 2 - un mineral con ungewöhnlichen Hg 3 -Baueinheiten". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (en alemán). 575 (1). Wiley: 145-153. doi :10.1002/zaac.19895750118. ISSN  0044-2313.
  5. ^ ab I. David Brown, Brent D. Cutforth, Colin G. Davies, Ronald J. Gillespie, Peter R. Ireland y John E. Vekris (1974). "El oro de los alquimistas, Hg 2,86 AsF 6 ; un estudio cristalográfico de rayos X de un nuevo compuesto de mercurio desordenado que contiene cationes infinitos unidos metálicamente". Can. J. Chem . 52 (5): 791–793. doi :10.1139/v74-124. S2CID  93164215.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  6. ^ ab Brown, ID; Gillespie, RJ; Morgan, KR; Tun, Z.; Ummat, PK (1984). "Preparación y estructura cristalina del hexafluoroniobato de mercurio ( Hg
    3
    NbF
    6
    ) y hexafluorotantalato de mercurio ( Hg
    3
    TaF
    6
    ): compuestos de la capa de mercurio". Química Inorgánica . 23 (26): 4506–4508. doi :10.1021/ic00194a020.
  7. ^ A.Ogg; Zeitschrift Physische Chemie 27, 285 (1898)
  8. ^ Baker, H. Brereton (1900). "LII.—Densidad de vapor de cloruro de mercurio seco". J. Chem. Soc., Trans . 77 . Royal Society of Chemistry (RSC): 646–648. doi :10.1039/ct9007700646. ISSN  0368-1645.
  9. ^ Brodersen, Klaus (1981). "Compuestos de nitrógeno y dimercurio(I) y otros complejos de adición del ion + Hg-Hg + ". Comentarios sobre química inorgánica . 1 (4). Gordon & Breach (publicado el 19 de diciembre de 2006): 207–225. doi :10.1080/02603598108078093.
  10. ^ Eglestonita, [Hg 2 ] 3 Cl 3 O 2 H: Confirmación de la fórmula química por difracción de polvo de neutrones, Mereiter K., Zemann J., Hewatt AW American Mineralogist, 77, (1992), 839-842
  11. ^ Borisov, SV; Magarill, SA; Pervukhina, NV (2003). "Catión [Hg3]4+ en estructuras cristalinas inorgánicas". Revista de química estructural . 44 (3). Springer Science and Business Media LLC: 441–447. doi :10.1023/b:jory.0000009672.71752.68. ISSN  0022-4766. S2CID  95647246.
  12. ^ Mühlecker-Knoepfler, Anna; Ellmerer-Müller, Ernst; Konrat, Robert; Ongania, Karl-Hans; Wurst, Klaus; Peringer, Paul (1997). "Síntesis y estructura cristalina del cúmulo de mercurio subvalente [triangulo-Hg 3 (μ-dmpm) 4 ][O 3 SCF 3 ] 4 (dmpm = Me 2 PCH 2 PMe 2 )". Revista de la Sociedad Química, Transacciones Dalton (9). Sociedad Real de Química (RSC): 1607–1610. doi :10.1039/a700483d. ISSN  0300-9246.
  13. ^ Datars, WR; Morgan, KR; Gillespie, RJ (1983-11-01). "Superconductividad de Hg3NbF6 y Hg3TaF6 " . Physical Review B . 28 ( 9). American Physical Society (APS): 5049–5052. Bibcode : 1983PhRvB..28.5049D. doi : 10.1103 / physrevb.28.5049 . ISSN  0163-1829.