Trirutenio dodecacarbonile

Il trirutenio dodecacarbonile è il composto chimico cluster con formula Template:Chem. È l'unico carbonile binario stabile del rutenio. In condizioni normali è un solido arancione, insolubile in acqua ma solubile in solventi organici non polari. Disponibile in commercio, viene usato come precursore per la sintesi di altri composti organometallici di rutenio.

Struttura

Template:Chem cristallizza con struttura cristallina monoclina, gruppo spaziale P2_1/c, con costanti di reticolo a = Template:M, b = Template:M, c = Template:M e β = 110,6°, quattro unità di formula per cella elementare. Nella struttura sono presenti unità molecolari con simmetria D_3h, formate da un triangolo pressoché equilatero di atomi di rutenio; la distanza media Ru-Ru è di Template:M. Ogni atomo di rutenio è legato a quattro leganti CO, due in posizione assiale e due in posizione equatoriale. La struttura è analoga a quella di Template:Chem, mentre in Template:Chem due CO sono legati a ponte e la simmetria diventa C_2v.

Sintesi

Il cluster fu sintetizzato per la prima volta nel 1936 da Wilhelm Manchot e Wilhelm J. Manchot, attribuendogli però erroneamente la formula Template:Chem. Nel 1961 Eugene R. Corey e Lawrence F. Dahl evidenziarono che la formula corretta era Template:Chem.

Il composto si ottiene trattando soluzioni di tricloruro di rutenio con monossido di carbonio, in genere sotto pressione. La stechiometria della reazione non è nota con certezza; una possibilità è la seguente:

$6\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+33\mathrm{C}\mathrm{O}+18\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}⟶2\mathrm{R}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{12}+9\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2+18\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Reattività

Template:Chem è un solido arancione stabile all'aria, ed è il più stabile dei carbonili binari del rutenio. Sono noti anche i composti Template:Chem e Template:Chem, che nel tempo tendono a trasformarsi in Template:Chem. Ad esempio, Template:Chem sotto pressione di CO si converte nel monomero rutenio pentacarbonile; quest'ultimo è però meno stabile e col tempo riforma il cluster di partenza:

$\mathrm{R}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{12}+3\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}3\mathrm{R}\mathrm{u}(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_5$

La costante di equilibrio della reazione è 3,3 x 10⁻⁷ mol dm⁻³ a temperatura ambiente. L'instabilità di Template:Chem contrasta con la robustezza del corrispondente Template:Chem.

Template:Chem possiede una chimica ricchissima dove il nucleo centrale trinucleare di rutenio rimane intatto e vengono sostituiti più leganti CO. Per riscaldamento in presenza di fosfine, fosfiti o altre basi di Lewis L si ottengono così prodotti tipo Template:Chem e Template:Chem. Queste reazioni sono spesso accompagnate anche dalla formazione di complessi mononucleari come Template:Chem.

A partire da Template:Chem si possono ottenere inoltre numerosissime specie a varia nuclearità. Alcuni esempi sono:

• l'idruro anionico Template:Chem, studiato come catalizzatore di idroformilazione
• specie ad alta nuclearità come Template:Chem e Template:Chem
• il cluster tetraedrico Template:Chem contenente 4 idruri a ponte
• derivati fluorurati come Template:Chem e Template:Chem
• cluster contenenti leganti carburo interstiziali, sia neutri come Template:Chem e Template:Chem, sia anionici come Template:Chem e Template:Chem

Bibliografia

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