Uranocene

Uranocene
Schema di struttura dell'uranocene
Schema di struttura dell'uranocene
Dimensioni dell'uranocene
Dimensioni dell'uranocene
Modello CPK dell'uranocene
Modello CPK dell'uranocene
Nome IUPAC
bis(η8-ciclooctatetraenil)uranio(IV)
Nomi alternativi
Uranocene, uranio cicloottatetraenile, U(COT)2
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC16H16U
Massa molecolare (u)446,33
Aspettosolido cristallino verde
Numero CAS11079-26-8
PubChem139204
SMILES
[U].[CH-]1[CH-][CH-][CH-][CH-][CH-][CH-][CH-]1.[CH-]1[CH-][CH-][CH-][CH-][CH-][CH-][CH-]1
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acquainsolubile
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta tossico a lungo termine pericoloso per l'ambiente
Frasi H330, 300, 373, 411
Frasi S20/21, 45, 61
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Uranocene è il nome comune del composto organometallico di formula U(η8-C8H8)2. È il più famoso composto del cicloottatetraene con metalli del blocco f, e uno dei primi composti organometallici dell'uranio sintetizzati. In condizioni normali è un solido cristallino di colore verde, paramagnetico e piroforico, che non reagisce con l'acqua a temperatura ambiente.[1] L'uranocene è il più studiato sistema [8]annulene-metallo.

Nomenclatura

Il nome uranocene è fortemente sconsigliato dalla IUPAC per il composto U(η8-C8H8)2. Il suffisso -ocene come in ferrocene, cobaltocene e in genere tutti i metalloceni, andrebbe utilizzato solo per composti a sandwich utilizzanti il legante ciclopentadienile (η5-C5H5).[2]

Sintesi

L'uranocene fu preparato per la prima volta facendo reagire tetracloruro di uranio e cicloottatetraenuro di potassio:[3]

2 K + C 8 H 8 ⟶ K 2 ( C 8 H 8 ) {\displaystyle {\ce {2K + C8H8 -> K2(C8H8)}}}
2 K 2 ( C 8 H 8 ) + UCl 4 ⟶ U ( C 8 H 8 ) 2 + 4 KCl {\displaystyle {\ce {2K2(C8H8) + UCl4 -> U(C8H8)2 + 4KCl}}}

Struttura

La molecola si considera costituita da un catione U4+ e da due anelli C8H82–. Gli anelli cicloottatetraenuro sono planari, come previsto dato che contengono 10 elettroni π, e sono tra loro paralleli, formando un composto a sandwich con l'atomo di uranio al centro. Allo stato solido i due anelli sono in conformazione eclissata, e la molecola ha simmetria molecolare D8h. In soluzione gli anelli possono ruotare perché la barriera rotazionale è piccola.

Misure di spettroscopia fotoelettronica hanno mostrato che il legame uranio-cicloottatetraene è dovuto in primo luogo alla combinazione di orbitali 6d dell'uranio con orbitali π dei leganti, che donano densità di carica all'uranio. Gli orbitali 5f dell'uranio sono meno coinvolti.[4] Calcoli teorici sono in accordo con questo risultato.[5]

Composti simili

Si conoscono composti con formula M(η8-C8H8)2 anche per neodimio, terbio, itterbio, torio, protoattinio, nettunio e plutonio. Composti simili comprendono anche il derivato U(η8-C8H4Ph4)2, stabile all'aria, e la specie cicloeptatrienilica [U(η7-C7H7)2]–.[6]

Indicazioni di sicurezza

L'uranocene non è disponibile in commercio. Il composto non è classificato esplicitamente nella Direttiva 67/548/CE, ma come composto dell'uranio va considerato molto tossico e pericoloso per l'ambiente, nonché radioattivo.[7]

Note

  1. ^ Housecroft e Sharpe 2008
  2. ^ IUPAC 2005, p. 227.
  3. ^ Streitwieser e Mueller-Westerhoff 1968
  4. ^ Clark e Green 1977
  5. ^ Roesch e Streitwieser 1983
  6. ^ Seyferth 2004
  7. ^ (DE) Composti dell'uranio nella banca dati GESTIS, su gestis.itrust.de. URL consultato il 9 dicembre 2011.

Bibliografia

  • J. P. Clark e J. C. Green, An investigation of the electronic structure of bis(η-cyclo-octatetraene)-actinoids by helium-(I) and -(II) photoelectron spetroscopy, in J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1977, pp. 505-508, DOI:10.1039/DT9770000505.
  • C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
  • IUPAC, Nomenclature of Inorganic Chemistry - IUPAC recommendations 2005, Cambridge, The Royal Society of Chemistry, 2005, ISBN 0-85404-438-8.
  • N. Roesch e A. Streitwieser Jr., Quasirelativistic SCF-X.alpha. scattered-wave study of uranocene, thorocene, and cerocene, in J. Am. Chem. Soc., vol. 105, n. 25, 1983, pp. 7237–7240, DOI:10.1021/ja00363a004.
  • D. Seyferth, Uranocene. The First Member of a New Class of Organometallic Derivatives of the f Elements, in Organometallics, vol. 23, n. 15, 2004, pp. 3562–3583, DOI:10.1021/om0400705.
  • A. Streitwieser Jr. e U. Mueller-Westerhoff, Bis(cyclooctatetraenyl)uranium (uranocene). A new class of sandwich complexes that utilize atomic f orbitals, in J. Am. Chem. Soc., vol. 90, n. 26, 1968, pp. 7364–7364, DOI:10.1021/ja01028a044.

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