compusi organometalici i
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
1/14
Com
pusi
organometal
ici
curs
optional,
an
ll-CASM nr.
credite:
2
Definitie.
Clasificare.
lstoric.
Liganzi
reprezentativi si
nomenclatura.
Definitie
a)
Un
compus
este consaderat
organometalic
rrumai daca are cel
putin
o
legatura directa
metal-carbon
(M-C),
fie
ca este
vorba de :
o legaturi covalente simple
: Pb(C2H5)r
-
tetraetilplumb
o legaturi ,r :
Fe(n-CrHr),
-
ferocen
:
o
legaturi ionice:
CrHr-Na'
-
etilsodiu
Nu
sunt
organometalici:
o
-
alcoxizii
metalici AI(OCrH),
o
-
metalamidele
LiN(CH),
o
-
complecsii de ex. acetilacetonatii
metalelor sau
[Co(en)r]3'
' ciano-complecsii,
[Fe(CN){'
-
complecsi de tip
werner
o
-
sarurile acizilor
organici
b)
Compus
organometalic
=
compus in
care
o
grupare
organica
este legata
DIRECT
de un
atom central
mai electropozitiv decat carbonul.
Vom nota:
M-C
atunci cand
M
=
metal
E-C atunci cand
E
-
semimetal
din blocul
p:
B,
As,
Si.
*
Multe
dintre
legaturile
E-C
au
polaritati
si energii apropiate
ca
valoare
de cele
ale
legaturilor
E-H.
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
2/14
Criteriile
de clasificare ale
compusilor
organometalici
sunt:
o configuratia
electronica a
alomului
central
u lipul
de
legatura
adoptata
(corelata
cu
pozitia
elementulLir
rrr
sistemul
periodic)
ln
functie
de
aceste
criterii
chimia
organometalica
este
structurata
astfel
:
l.
Comptlsi
ionici
sl compusi
cu deficil de
electronr.
forrnali
cie elementele
din
grrrpele
1.2.12
1.1.
Compusr
organometalici ai
metaletor
atc;tllne
Lr
Na
K
|
2
Compusi
organometalici
at
metalelor
atcalrr'to-pamantoase
Be
tvlg
I
3
Grupa zrnculur
ll.
Compusi
cu deticit
de electroni.
forrnati
de
eten]entele
dirr
grupa
borului
ll.1
Compusi
organometalicr
ar borulur
ll
2 Compusi
organometahcr
ar
alunrrnrLrlur
ll.3
Compusi organometa|o
ar
qalrutur
rndrulUr
sr talrulI
lll.
Compusi
cu
numar
exacl
de electroni. lorn]ata
cle elernentele
dirt
grupa
carbonului
lll 1.
Compusr organometahcr
ar Srlcrultrr
lll.2
Compust
organometalici
ai
germaniUltir
stanrulu,
si
plurnbulur
lV.
Compusi
cu surplus
de eleclroni,
forrrati
de elerrerttele
din
grupa
azotului
lV 1
Compust
organometalici
at arsenulur.
gliDiu[ri
St
brsmutu[li
lV.2
Compusi catenati si cu legaluri multipte
V.
Compusi
orgarrometalici
ai
nletalelor
din blocurite
d si
f
V.1.
Carbonrlii
melalelor
d
V
2. Sistenre i-lineare
Complecsr f,-olefrnrcl
V 3.
Sisteme:-clclice
Complecsi
ciclopentadienilicr
V.4
Complecsi alchilici
(
legatura
6
M-C)
l}
Compusi
cu deficit de electroni
-
compusi care
nu au suficienti
electroni pentru
a
permite
scrierea
unei
structuri Lewig
H'.
-H.
,.'H
-Ba
)4.
BrHoQe.3c'1
,-
\r/
\,
g
Compusi
cu
numar
exact
de electroni
-
compusi
care contin
exact atatia
electroni
cat
sunt necesari
pentru
formarea
legaturilor
chimice
si
atomul central
nu dispune
de
perechi
neparticipante
de
electroni
H
I
I
CHn
,..
-{""rH
H*
a,
o compusi
cu surplus
de
electroni
-
contin ta
atomut
centrat mai mult
de
o
pereche
de
electroni
tata
de numarul
celor
necesari
formarii
legaturilor
chimice.
,o.
\"n
NH.
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
3/14
Liganzi
reprezentativi
si reguli
de
nomenclatura
o
Compusii
organometalici
ai elementelor
blocului
s
se
denumesc
rn
functre
de natura
substituentului
organic.
CH3Li
-
metillitiu
'f
Compusii
cu
caracter
ionic predominant
sunt
denumiti
ca
saruri.
Na[CroHJ
-
naftatenura
de
sodiu
(naftitsodiu)
o
compusii
organometarici
ai
erementeror
brocurui
p
sunt
denumiti
ca
specii
simpre
organice.
B(C
H
)
3 -
bortri
meti
t
sa
u
tri m
etilbor
o Acestt
compusi
se
pot
denumi
si
ca
derivati
ai compusrlor
corespunzatori
cu
hidrogenul
.
B(CH3)3
trimetilboran
-
BH3
Si(CH,){
tetrametilsilan
-
SiH{
As(CH.),
trimetilarsan
-
AsH.
Regulile
folosite
in
nomencratura
compusilor
organometalici
ai elementeror
din
grupele
principale
nu
prevad
explicitarea
N.O.
Liganzi
reprezentativi
si
reguli
de nomenclatura
c
ln mod conventionar, intr-un
compus
organometaric
se
considera
ca
gruparea
organica
este
prezenta
ca
anion, iar
starea
de
oxidare
a atomului
metalic
se
stabileste
in
functie
de numarul
de
grupari
organice.
Hg2.(CHr),
Mg2'(q5-CrHr),
o
Pentru
denumirea
compusilor
organometalici
ai blocului
d se
utilizeaza
regulile
de
nomenclatura
aplicate la
complecsii
Werner
.
o
liganzii
sunt
cititi in
ordine
alfabetica
g
dupa
numere
riganziror
se
citeste
numele
metarurui
a
carui
stare
de
oxidare
poate
fi
mentionata
in
paranteza
(toate
denumirire
se
scriu intr-un
singur
cuvant)
o
[M(A-)(L:)]
o
toti liganzii
radacalici
neulri
primesc sufixul
_/
/:\
\lz2
Mo(q6_c6Hd(co)3
I
benzen(fricorbonit)motibden(O)
Mo
.$'
I
co
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
4/14
(ferocenul
este reprezentatrv,
ca
frecventa
i*--1,;;,;
I
..=-,
este
al
dorlea lgand
ulrlizal
rn
chrmra
irr,rr,,r,r,,.
lu_
'i
organometarica,
dupa
co)
se rmpune
I
n'1i
rlr/irl'nilflil|
I
"
clarificarea
unor
aspecte
particutare
I
I
Notiunea
de hapticatate.
rt.
este fotosita pentru
i
I
a
specifica
numarul
de
atomi
ce
apa(in
i
I
ln
cazu, liganzitor
cu o versatilitate
specrfrca
rezultata
drn faptul
ca
acetasi hoand
se
oorl"
',
;i.
i
d:ij.,
i:'
tega
de
un
atont
metalrc
tn
dtfeflle
,6Orr,
".1;1,r,
.
pentahapto.
dar
acelasi
tigand
mai
poate
functiona
in
alti
compusi
organornetatici
ca
monolaplo
sau
trihapto
1,:('
.
1
:-...
I tir
_ii
V
i
la
distanta
egala
de
atomut metatic
ceillrat
t,
,
1 .t.,,
I
Haplrcrtateaunur
anumrtlrgandnuoeprnoeoe
.,1.,,u,,,,,,,,0,,,r,u
j.'
-.,
i1
natura
tegaturai
chrmice
stabitite
intre
metat
s,
i i
'
ligand.
De
exemptu.
gruparea
CH?, tegata
de
metal
printr-o
singura
legalura
M-C.
este
ligand
monohapto
rtt.
tar
etena
(din
sarea lui
Zeise)
este
tigaod
dihapto.
r12.
deoarece
legalura
M-ligand
se reatizeaza prin
ambii
atomr
de
carbon
ar
etener
sr cele
2
legaturr
M-
.
t.,i
,
rn,
C
sunt
identice
i
irir;r
r-,.11i,141ir6,1,
,,,,"1,1:-i.l
t.ii11-c*lriiccLir
[d]ti rr
C
sunt
identice
i
.
.)
rn
ferocen
radicarur
cicropentadienrr
este
llfrdiil'{'l{ilh:lrrr'illr',rflrl
l'tn)
fntrodu
cere
in
sirnetrie.
Structuro
cristolino.
Definitio
6rupului
Elemente
si
operotii
de
simetr.ie
Grupuri
punctuole
ole
molecutelor
Exempte
si
exercitii
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
5/14
Definitis
unui
grup
un grup
este un
set
de
elementecore
sotisfoc
urmotoorele
oxiome
ce
respecta
o
operotie
".":
-
Aderento
(produsul
oricoror
douo
elemente
ole
grupului
trebuie
so
fie
element
ce
oportine
grupului).
Doco
g
si
h
sunt
eremente
ore
grupurui.
otunci
i
=
g.h
oportine
de osemeneo
grupului
-
Asociotivitote:
9
(h
i)
:
(e
h).i
-
existento
elementului
Identitote
(e)
e.9=9e=g
-
existento
elementului
Invers
(g-') pentru f
iecore
element (g)
9'g't
=
e
ordinul
unui
grup
este
definit
co
numorur
erementeror
core
orcotuiesc
grupur.
Rezultotul
octiunii
tuturor
elementelor
din
grup
osupro
unui punct
poorfo
numele
de
orbito
puncrului
(6errnon
,.Bohn,).
Exemple:
Grupul
numerelor
intregi,
cu
respectoreo
operotiei
,,odunore,,:
Axiomele
grupului:
-
Adeeenta:
doco
m
si
n sunt
numere
intregi,otunci
p
=
rn
*
n.
este
tot
numar
intreg,
deci
oportine
grupului
-
rdsociotivitote:
m
+
(n
+
p)
:
(m
+
n)
*
p
-
Elementul
identitote
(e)'
m
*
0
=
m
-
Elemeniul invers: (g-,),
m
+
(-rn)
:
0
Acesl
grup
contine
un
numor
inf
init
de
elemente.
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
6/14
Elemente
si
operotii
de
simetrie
Trotoreo srstemotico
o simetrier
poorto
numele
de
teotia
grupurilor.
Un
concept
f
undomentol
ol
teoriei
grupurilor
este operotio
de
simettie.
Elementul
de
simetrie
este
o
enfrtote
geometrico.
cum
ar
fi
linia,
planul sau
punctul,
pe bazo cororo
se pot
efectua
operotir
de
simelrie.
Operotia
de simetrie
reprezinta o ocliune exercitafo
asupro
moleculei
(de
exemplu
o
rototie sub un
onumit
unghi) core
loso moleculo
oporent
neschimboto.
Elementele
de
simetrie si
operotiile de simetrie
sunt
in
stronso corelotie
deoarece
operotio
poote
fi
definito
pe
boza elemenlelor
si,
in
ocelosi
timp, existento
elementelor
de
simetrie
poate
f
i
demonstroto
prin existenta
operatiei de
simetrie
corespunzotoore.
Elemente
si
operotii
de
simetrie
In
descrierea
simetriei moleculore
sunt
necesore
cinci
tipuri
de
elemenle
si
operotii de simetrie.
1.
Identitote
(E)
1.
Axo
proprie
de
rototie
(n-Fold
Rototion)
2.
Plon
de
simetrie
(Mirror
plone)
3.
Centrul de
inversie
(Center
of
inversion)
4. Axo
improprie
de
rototie
(Improper
n-Fold
Rototion)
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
7/14
Elemente
si
operotii
de
simetric
Element
de
simetrie
Operotie
de
simetrie
1.
Plon
(o.)
Ref
lexie
in
plon
2.
Centru
de simetrie sou
fnversio
tuturor
otomilor
prin
centrul
de
centru
de
inversie(i)
srmetrie x,y,z
la
-x,-y,-z
3.
Axo proprie(Cn)
Uno
sou
moi multe rototii
in
lurul
oxei(360/n)
4.
Axo improprie(Sn)
Uno
sou moi
multe
repetitir
ole
secventei;
rototie
(360/n)
urmoto
de reflexio
intr-
un
plon
perpendiculor
pe
oxo de
rototie
Toote
aceste
operotii
postreozo
fix
(nedeplosot)
cel
putin
un
punct
(de
ex. operotio
de rototie
oplicoto
unei sfere postreozo
fix
centrul
sferei).
Operotii
de simetrie
1.
Identitote
(E)
-
laso
neschimboto
pozitio
moleculei;
-
Toote
moleculele ou
E
-
E
este necesoro
pentru
definirza
inversiei
2. Plon
de simetrie
(lvlirror
plone)
,i'
-
-t
-:--:
::--r
i
i-.1
.r
\ .'t/
.
,'J
-\
,-,.' .
t.
." :1'
\ L'
\.
_-
:
,
.r)
1. I
L:-_(
',
,t
'tri
'
i; ///
')
.'r:,jl
"'-,-',L'''
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
8/14
Operotii
de
sirnetrie
3.
Axo
proprie
de
rotatie:
rotireo
cu Zn/n
in
jurul
oxei
(C")
'il
I
[,oF
grl
\cr
F
-.-1
20.
..
F
l):l-t
.B-.
/
t_)
,-.B__
F--F"F'-F
n-o-a,
Operotii
de
sim
etrie
Ex.: XeFo
are doua
plane
de
simetrie
paralele
cu
principalele
axe
de rotatie
(cr,),
doua
plane
de
simetrie
paralele
cu
principala
axa
de
rotatie
si
bisectoare
ale unghiurilor
formate
de
cele doua
axe
cz
(oo)
si
un
plan
de
simetrie
perpendicular
pe
principala
axa
de
rotatie
(on).
c4
r
l-xLl-r
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
9/14
Operotii
de simetrie
Centrul
de inversie: inversio pozitiei
tuturor
otomilor
in
roport
cu
un
centru de
inversie
o
Ar
A2
ili*l-
As
-{*
44
|
'>
A4
|
A,,
l-l
A2
A1
Ex.:
ys5.
ore
un
centru de
inversie
locolizot
pe
otomul
de
Xe
FF
I
F-Xe.
_1.
I
t-
r)
I
F
-
Xe'-F
I
l.
Operotii
de
simetrie
5. Axo
improprie
(5n)
(Improper
n-Fold Rototion):
rototio
cu
Zr/n
in
jurul
oxei
urmoto
de
reflexio
intr-un
plon perpendiculor
pe
oxo
(Sn.
nr3)
o= Sr,
i=
S,
::{-
J:'
/
\-n,
H6
Hs'
s6::.&:'
I
H6
c6
l-ls
I
n'"'
*^.\-./-
"*,H4
.+
lis
H. r ,.
,*e.
I
H2
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
10/14
C
C,
C.
C.
C.
C.,
I
.:
2in
ltrrn2
,1
.l
in
4ntn
l
il
"s,.1
iiltr
=
S.
ti
43rrr
7_3
m:J
l
222
nlrnt )
,l2nr
l
rla
.1.rtlI ra
;l:l
i:ir:r
6r;r2
t)
D
D
S.
D.
D,.
D
l_)
u.
C,6
(-,
trjltl
C,.
6rnrn
D
622
D,
6,rnrnrr:l
L_.,..
rn.jn'l
O
:lll2
T,
T
T,,
Grupuri
punctuole
ole
moleculelor
C.
C
C
(-.
C,
Fiecore
moleculo
posedo
un
set
de
operotii
de
simetrie
ce
olcotuaesc
simetrio
moleculei.
Acest
se
de
operotii
de simetrie
definesc
grupul
punctuol
ol
moleculei.
-
un set de
operotii
de
simetrie
care
postreaza
fix
(nedeplosot)
cel putin
un
punct
in
timp
ce
otomii
din
moleculo
isi
schimbo
pozitio
cu
un
ofom
de
acelast
fel
-Simetrro
prin
rototie
intr-un
cristol
este
limitoto
lo
2-f
old,
3-fold,
4-fold,
si
6-fold
32
grupuri
punctuole
cristoloEirofice
-Fiecare
grup
punctuol
corespunde
unei
close
cristoline
-5e
pot
descrie
utilizond
nototiile
Schonfliess
(in
spectroscopie, coloonele din
stongo)
sr
Hermonn
Mouguin (in
cristologrof
ie,
coloonele
din
dreopto)
\'h
rltrcrrllt
'i
lr lc
I
(
Iruiuli \.lultiplt:r'rrc
I
rk'otilitt
tt>f
lt
L'./
1..
l.)
,.lt
l't.
(,,,.
1,,
\r,
11.
,,
I
(,.,
t[(t
lll
(fi.
1,l.rtr
rr
I
tl
(
'
I)";'
rl(
ri
lllcl
tlll
I
plttn
't
lr
l),,t
l),,
'l(,.
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
11/14
Moleculele
ce
prezinta
simetrie inolfo
sunt
usor
de
recunoscut.
Existo
cinci
..solide
ideole"
(,,Plotonic
solids"):
tetroedrul,
octoedrul,
cubul,
dodecoedrul
si
icosoedrul.
Tetroedrul (Td)
ore 4
fete
friunghruri
echiloterale,
4
vorfuri
si 6
muchii.
Operotirle
de
srmetrie
corocterisf
ice
tetroedrului
sunt:
f.
Bq.3C?.65a,6oa
Octoedrul
(Oh)
ore
8
f
ete-
triunghiuri
echrloterale,
6
vorfuri
si 12
muchri.
Operatirle
de
simetrie
corocteristice
sunt:
8,8q,
6C2, 3Cr(=Qz),
r.
65a,856,
3o6.6oa
Cubul
ore
6 fete
pai"ate,8
vorfuri
si
12
loturi. Prezinto
ocelosi
set
de operotii
de simetrre
co
si octoedrul.
Acesta
oportine
tot
grupului
de simetrie
Oh.
Dodecoedrul aee 12
fete-pentogoane regulate.
20
de
vorfuri
si
30
de
loturr.
Are
aceleasi
elemente
de
simetrie
co
si
icosoedrul.
Aportine
grupului
de simetrie
rh.
fcosoedrul
(I,,)
ore 20
de
f
ete -triunghiuri
echiloterole,
12 varf
uri si 30
de loturi.
Operotiile
de
simetrie
pentru
dodecoedru
si
icosoedru
sunt
identice:
E,
l7Cz,12Co2,
ZOq,15C2.
i.
t2Src.
t2d03,?056,
t5 o
Exemple
H2O:
nu
oportine
unui
..grup
speciol".
.
HzO
nu
prezinto
oxo
improprie.
r
Axo
de
rototie
de ordinul
cel
moi mare
(C)
este
C?,
care
trece
prin
otomul
de oxigen
si este
bisectoore
intre
cei
doi
otomi
de
hidrogen.
Nu
prezinto
alte axe
de
rototie
de ordin2
perpendiculare
pe
Cr.
Moleculo
moi
prezinto
douo plonuri
verticole,
unul
fiind
plonul
moleculei.
Prin
urmore,
moleculo
de
HrO oportine
grupului
Cr,.
('
[-
,rl'^
E
L,"
o
/i
H
H
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
12/14
Exemple
NH3:
nu
oportine
unui
,.grup
speciol".
.
Nu prezinta
oxo improprie
.
Axo
de rototie
de
ordinul
cel
moi
more
(C)
este C3,
core
trece prin
otomul
de
azat.
Nu
prezintc
qxe
de rotatie
de
ordin 2 perpendiculo?e
pe
C-r.
Moleculo moi
prezinta
trei
plonuri
verticole,
fiecare
plon
trece
printr-un
otom
de
hidrogen
si
otomul
de azot. Prin
urmore.
moleculo
NH,
oportine
grupului
C,".
ir.
\i
N_H
l,:
i
:
H
'(
t
/
H
|
, //"'
""r,,
,i'
i"
'N,H
/:
/
i:
H;
Exemple
CdHo
.
CoHo
nu
oportine
unui
..grup
speciol".
.
Axo
de
rotatie
de ordinul
cel
moi mare
(C^)
este
Cu,
core
trece
prin
centrul
inelului
benzenic, perpendiculor
pe plonul
moleculei.
.
Prezinto
oxo
improprie,
56,
dor
si
olte
elemente
de
simetrie
independent
e
de
axa
improprie.
Prezinto
6
axe
de
rototie
de ordin
Z
perpendiculare
pe
C5.
'
Moleculo
moi
prezinfo
sose
plonuri
verticole.
fiecare
plon
contine
coteo axa
c2
si
este
perpendiculor
pe plonul
moleculei.
Moi
existo
si
un
plon
orizontol,
deci grupul din core
foce
porte
moleculo
este
06L.
il
ll-.
-
(.
i
.
----
--
- - --
- --
-'--:
i
.s
:
I
ri
t,
I
H___r.
4_-H
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
13/14
Exemple
5F5Cl
.
Moleculo nu oportine unui
.,grup
speciol".
Axa
de
rototie
de
ordinul
cel
moi more
(C^)
este
Co,
care trece
prin otomii
de
fluor
si
clor
situoti
deosupro si sub
plonul
formot
de
otomul
de sulf si cei
4
otomi de
clor.
Nu
prezinto
oxe
de
rotqtie
de
ordin
2
perpendiculore pe
Ca.
.
Moleculo moi
prezinto
un
plon
verticol,
ce
contine
axa
C..6rupul
din
core
foce
porte
moleculo este Cou.
Exemple
els-Pt(NH
z\zClz
.
Moleculo
nu
oportine
unui
-grup
speciol".
.
Axo
de rototie
de
ordinul
cel
moi
mare
(C^)
este
C2,
core
trece prin
otomul
de
Pt
si este
bisectoore
intre
otomii
de azot
(si
bisectoore
intee
otomii de clor).
Nu
prezinto
olte
oxe de
rototie
de
ordin 2
perpendiculare
pe
C2.
Molecula moi
prezinto
un
plon
verticol,
ce contine axo C2
si este
perpendiculor pe
plonul
moleculei
6rupul
din
core
foce
porte
moleculo
este
Cr,.
(r-
,
el
"
c,-.
|
.
.,
'Pi'
ru
--
l''''*
I
-
8/10/2019 Compusi Organometalici I
14/14
Exemple
Co(en)33"
Moleculo
oportine
grupulur
D,
Operotiile
de simetrie
sunt:
o
axo
de rototie
de
/
i
\
-r-.-
r
vu^uvElururrEus
\
:
rrt
ordinul
trei,
C.,
ce trece prin
otomul
de cobolt
existc
nici
un plon
de
simetrie.
Exemple
[Co(NH3)5Cl]2'
Moleculo
oportine
grupului
Co,.
operotiile
de
simetrie
sunt:
o oxo
de
rotatie
de
ordinul
potru,
c4,
ce
trece prin
otomul
de
cobolt,
atomul
de
clor si
un
otorn
de
ozot
si
un plon
de
simetrie
verticol
ce
contine
oxa
Co.
tf,
c,',
L,I
.l
ir
-'
_t
''.
I
N
:
.N