Jump to content

Соединения рения

Соединения рения — это соединения, образованные переходным металлом рением (Re). Рений может образовываться во многих степенях окисления , и известны соединения для каждой степени окисления от -3 до +7, кроме -2, хотя наиболее распространены степени окисления +7, +4 и +3. [ 1 ] Рений наиболее доступен в продаже в виде солей перрената , включая перренаты натрия и аммония . Это белые водорастворимые соединения. [ 2 ] Тетратиоперренат-анион [ReS 4 ] возможно. [ 3 ]

Халькогениды

[ редактировать ]
Оксид рения(VI) по внешнему виду похож на медь.

Оксид рения(IV) (или диоксид рения) представляет собой оксид рения с формулой ReO 2 . Это кристаллическое вещество от серого до черного цвета представляет собой лабораторный реагент, который можно использовать в качестве катализатора . Он принимает рутиловую структуру. Он образуется путем сопропорционирования : [ 4 ]

2 Re 2 O 7 + 3 Re → 7 ReO 2

Монокристаллы получают химическим транспортом с использованием йода в качестве транспортирующего агента. [ 5 ] При высоких температурах он подвергается диспропорции . образует перренаты С щелочной перекисью водорода и кислотами-окислителями . [ 6 ] В расплавленном гидроксиде натрия образуется ренат натрия. [ 7 ]

Оксид рения (VI) или триоксид рения — еще один оксид рения. Это единственный стабильный триоксид группы 7. По внешнему виду он чем-то напоминает медь . Его можно получить путем восстановления оксида рения (VII) монооксидом углерода при 200 ° C или элементарным рением при 400 ° C. [ 8 ] Re 2 O 7 также можно восстановить диоксаном . [ 9 ] Триоксид рения кристаллизуется с примитивной кубической элементарной ячейкой с параметром решетки 3,742 Å (374,2 пм ). Структура ReO 3 аналогична структуре перовскита (ABO 3 ), без крупного катиона А в центре элементарной ячейки. Каждый центр рения окружен октаэдром, образованным шестью кислородными центрами. Эти октаэдры имеют общие углы, образуя трехмерную структуру. Координационное число О равно 2, поскольку у каждого атома кислорода есть 2 соседних атома Re. [ 10 ]

Оксид рения (VII) , или гептоксид рения, является еще одним оксидом рения. Это ангидридная форма перрениевой кислоты , которая является сырьем для всех соединений рения. [ 11 ] Твердый Re 2 O 7 состоит из чередующихся октаэдрических и тетраэдрических центров Re. При нагревании полимер растрескивается с образованием молекулярного (неполимерного) Re 2 O 7 . Этот молекулярный вид очень похож на гептоксид марганца , состоящий из пары тетраэдров ReO 4 , имеющих общую вершину, т.е. O 3 Re–O–ReO 3 . [ 12 ]

Другие халькогениды

[ редактировать ]

Дисульфид рения представляет собой сульфид формулы ReS 2 . Он имеет слоистую структуру, в которой атомы прочно связаны внутри каждого слоя. Слои скрепляются слабыми связями Ван-дер-Ваальса и легко отделяются от основного материала. Это двумерный (2D) дихалькогенид переходного металла VII группы (TMD). ReS 2 был впервые выделен до монослоев толщиной всего в одну элементарную ячейку в 2014 году. [ 13 ] ReS 2 встречается в природе в виде минерала рениета . [ 14 ] Его можно синтезировать реакцией рения и серы при 1000 °C или разложением сульфида рения (VII) при 1100 °C: [ 15 ]

Ре + 2 С → РеС 2
Ре 2 С 7 → 2 РеС 2 + 3 С

Диселенид рения (ReSe 2 ) также имеет слоистую структуру, хотя, в отличие от других дихалькогенидов, дителлурид рения ее не имеет. [ 16 ] Кроме того, рений также образует гептоксид, который может быть получен прямой реакцией этих элементов или реакцией ReO 4 и H 2 S в 4N HCl . [ 17 ]

Перренаты

[ редактировать ]
Образец перрената натрия NaReO 4

Перренат-ион представляет собой анион формулы ReO
4
, или соединение, содержащее этот ион. Перренат-анион имеет тетраэдрическую форму и по размеру и форме подобен перхлорату и валентному изоэлектронному перманганату . Перренат-анион стабилен в широком диапазоне pH и может быть осажден из растворов с использованием органических катионов. При нормальном pH перренат существует в виде метаперрената ( ReO
4
), но при высоких значениях pH мезоперренат ( ReO 3−
5
) формы. Перренат, как и его сопряженная кислота перреновая кислота , содержит рений в степени окисления +7 с ад. 0 конфигурация. Твердые перренатные соли приобретают цвет катиона. [ 18 ] Эти соли получают окислением соединений рения азотной кислотой с последующей нейтрализацией образующейся перрениевой кислоты. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] При добавлении хлорида тетрабутиламмония к водным растворам перрената натрия образуется перренат тетрабутиламмония, растворимый в органических растворителях. [ 22 ]

Галогениды

[ редактировать ]

Рений может образовывать как минимум четыре фторида, из которых гептафторид рения наиболее распространенным является . Это единственный термически стабильный гептафторид металла. [ 23 ] Он имеет пятиугольную бипирамидальную аналогичную IF7 структуру , . [ 24 ] и может быть получен прямой реакцией элементов при 400 °C. [ 25 ] В сочетании с дополнительным металлическим рением при 300 ° C в сосуде под давлением можно получить гексафторид рения . [ 26 ] Это один из семнадцати известных бинарных гексафторидов . Оба этих фторида имеют очень низкую температуру плавления. [ 27 ] Помимо этого, рений образует также пентафторид , образующий желто-зеленые кристаллы. [ 28 ] и тетрафторид , образующий синие кристаллы. [ 29 ]

Наиболее распространенными хлоридами рения являются ReCl 6 , ReCl 5 , ReCl 4 и ReCl 3 . [ 23 ] В структурах этих соединений часто наблюдаются обширные связи Re-Re, характерные для этого металла в степенях окисления ниже VII. Соли [Re 2 Cl 8 ] 2− имеют четырехкратную связь металл-металл. Хотя самый высокий уровень хлорида рения содержит Re(VI), фтор дает d 0 Re(VII) Производное гептафторида рения . Хлорид рения(III) (ReCl 3 или иногда обозначаемый как Re 3 Cl 9 ) представляет собой темно-красное гигроскопичное твердое вещество, нерастворимое в обычных растворителях. Его можно получить термическим разложением хлорида рения (V). Это ранний пример кластерного соединения со связями металл-металл. [ 30 ] Бромид рения (III) также имеет ту же структуру и представляет собой черное блестящее кристаллическое твердое вещество. [ 31 ] [ 32 ] Его можно получить прямой реакцией металлического рения и брома при 500 ° C в атмосфере азота: [ 33 ]

6 Ре + 9 Бр 2 → 2 Ре 3 Бр 9

Рений также образует два йодида: тетрайодид рения , который можно восстановить из перрениевой кислоты йодоводородом , и трийодид рения , который образуется в результате его разложения. [ 34 ] [ 35 ] Подобно вольфраму и молибдену , с которыми он имеет сходство по химическому составу, рений образует множество оксигалогенидов . Оксихлориды наиболее распространены и включают ReOCl 4 , ReOCl 3 .

Металлоорганические соединения

[ редактировать ]

Декакарбонил дирения является общей точкой входа для других карбонилов рения. Общие закономерности аналогичны соответствующим карбонилам марганца . Этот димер можно восстановить амальгамой натрия до Na[Re(CO) 5 ] рением в формальной степени окисления -1. Бромирование декакарбонила дирения дает бромпентакарбонилрений(I) . [ 36 ] затем восстанавливают цинком и уксусной кислотой до пентакарбонилгидридорения : [ 37 ]

Re 2 (CO) 10 + Br 2 → 2 Re(CO) 5 Br
Re(CO) 5 Br + Zn + HOAc → Re(CO) 5 H + ZnBr(OAc)

Бромпентакарбонилрений(I) легко декарбонилируется. В кипящей воде он образует триако-катион: [ 38 ]

Re(CO) 5 Br + 3 H 2 O → [Re(CO) 3 (H 2 O) 3 ]Br + 2 CO

С бромидом тетраэтиламмония Re(CO) 5 Br реагирует с образованием анионного трибромида: [ 39 ]

Re(CO) 5 Br + 2 NEt 4 Br → [NEt 4 ] 2 [Re(CO) 3 Br 3 ] + 2 CO
Структура триоксида метилрения

Рений образует множество алкильных и арильных производных, часто с пи-донорными колигандами, такими как оксогруппы. Хорошо известен триоксид метилрения («МТО»), CH 3 ReO 3, летучее бесцветное твердое вещество, редкий пример стабильного металлалкильного комплекса с высокой степенью окисления. Это соединение использовалось в качестве катализатора в некоторых лабораторных экспериментах. Его можно получить многими способами, типичным методом является реакция Re 2 O 7 и тетраметилолова : [ 40 ]

Re 2 O 7 + (CH 3 ) 4 Sn → CH 3 ReO 3 + (CH 3 ) 3 SnOReO 3

Известны аналогичные алкильные и арильные производные. Хотя PhReO 3 нестабилен и разлагается при –30 °C, соответствующие стерически затрудненные мезитильные и 2,6-ксилильные производные (MesReO 3 и 2,6-(CH 3 ) 2 C 6 H 3 ReO 3 ) стабильны при комнатной температуре. . Бедный электронами триоксид 4-трифторметилфенилрения (4-CF 3 C 6 H 4 ReO 3 ) также относительно стабилен. [ 41 ] МТО и другие триоксиды органилрения катализируют реакции окисления с перекисью водорода, а также метатезис олефинов в присутствии активатора кислоты Льюиса. [ 42 ] Концевые алкины дают соответствующую кислоту или сложный эфир, внутренние алкины дают дикетоны, а алкены дают эпоксиды. МТО также катализирует превращение альдегидов и диазоалканов в алкены. [ 43 ]

Рений также способен образовывать комплексы с фуллереновыми лигандами , такими как Re 2 (PMe 3 ) 4 H 8 2 :или 2 С 60 ).

Одним из первых гидридных комплексов переходных металлов описанных был (C 5 H 5 ) 2 ReH. Разнообразные полусэндвичевые соединения были получены из (C 5 H 5 )Re(CO) 3 и (C 5 Me 5 )Re(CO) 3 . Известные производные включают электронно-точный оксид (C 5 Me 5 )ReO 3 и (C 5 H 5 ) 2 Re 2 (CO) 4 .

Фотографии соединений рения

[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Хаускрофт, Кэтрин Э.; Шарп, Алан Г. (2018). Неорганическая химия (5-е изд.). Пирсон Прентис-Хэл. п. 829. ИСБН  978-1292-13414-7 .
  2. ^ Глемсер, О. (1963) «Перренат аммония» в Справочнике по препаративной неорганической химии , 2-е изд., Г. Брауэр (ред.), Academic Press, NY., Vol. 1, стр. 1476–85.
  3. ^ Гудман, Джей Ти; Раухфус, ТБ (2002). «Полезные реагенты и лиганды». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы . Том. 33. С. 107–110. дои : 10.1002/0471224502.ch2 . ISBN  0471208256 .
  4. ^ Г. Глемсер «Оксид рения (IV)», Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 1. п. 1480.
  5. ^ Роджерс, Д.Б.; Батлер, СР; Шеннон, РД (1972). «Монокристаллы диоксидов переходных металлов». Неорганические синтезы . Том. XIII. стр. 135–145. дои : 10.1002/9780470132449.ch27 . ISBN  9780470132449 .
  6. ^ «РЕНИЯ ДИОКСИД - Производитель» . Aaamolybdenum.com. Архивировано из оригинала 9 февраля 2003 г. Проверено 6 августа 2012 г.
  7. ^ Г. Глемсер «Ренат натрия (IV)» Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 1. п. 1483.
  8. ^ Х. Нечамкин, К. Ф. Хиски, «Рений (VI): оксид (триоксид рения)», неорганический синтез, 1950, том 3, стр. 186-188. два : 10.1002/9780470132340.ch49
  9. ^ Г. Глемсер «Оксид рения (VI)», Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 2. п. 1482.
  10. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 . , с. 1047.
  11. ^ Георг Надлер, Ганс (2000). «Рений и рениевые соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_199 . ISBN  3527306730 .
  12. ^ Уэллс, А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN   0-19-855370-6 .
  13. ^ Тонгай, Сахин, Хасан; Люсе, Алекс; Лю, Кай, Цзянь; Хо, Чинг-Хва; Цзинбо, , Цзюньцяо Алони , Шауль, Цзе, Ли , ) . Ву 2014 ( : 2014NatCo...5.3252T doi : 10.1038 / ncomms4252 PMID   24500082 .
  14. ^ Рениет , Mindat.org , получено 17 июля 2020 г.
  15. ^ Брауэр, Георг (1981). Справочник по препаративной неорганической химии. Том III (на немецком языке) (3-е изд.). Штутгарт: Фердинанд Энке. п. 1619. ИСБН  3-432-87823-0 .
  16. ^ Вильдерванк, Дж. К.; Еллинек, Ф (1971). «Дихалькогениды технеция и рения». Журнал менее распространенных металлов . 24 : 73–81. дои : 10.1016/0022-5088(71)90168-8 .
  17. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  18. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  19. ^ О. Глемсер «Рений» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 1. п. 1476-85.
  20. ^ Ричард Дж. Томпсон (1966). «Перренат аммония». Неорганические синтезы . Том. 8. стр. 171–173. дои : 10.1002/9780470132395.ch44 . ISBN  9780470132395 .
  21. ^ Вм. Т. Смит, С. Хармон Лонг (1948). «Соли перреновой кислоты. I. Щелочные металлы и аммоний». Журнал Американского химического общества . 70 (1): 354–356. дои : 10.1021/ja01181a110 .
  22. ^ Дилворт-младший; Хусейн, В.; Хатсон, Эй Джей; Джонс, CJ; Маккуиллан, Ф.С. (1997). «Тетрагалогеноксоренат-анионы». Неорганические синтезы . стр. 257–262. дои : 10.1002/9780470132623.ch42 . ISBN  9780470132623 .
  23. ^ Перейти обратно: а б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN  978-0-08-037941-8 .
  24. ^ Фогт Т.; Фитч АН; Кокрофт Дж. К. (1994). «Кристаллическая и молекулярная структура гептафторида рения». Наука . 263 (5151): 1265–7. Бибкод : 1994Sci...263.1265V . дои : 10.1126/science.263.5151.1265 . ПМИД   17817431 . S2CID   20013073 .
  25. ^ Холлеман, Арнольд Ф.; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). «Рений». Учебник неорганической химии (на немецком языке) (91–100 изд.). Вальтер де Грюйтер. стр. 1118–1123. ISBN  978-3-11-007511-3 .
  26. ^ Дрюс, Томас; Супел, Иоанна; Хагенбах, Адельхайд; Зеппельт, Конрад (1 мая 2006 г.). «Твердотельные молекулярные структуры гексафторидов переходных металлов» . Неорганическая химия . 45 (9): 3782–3788. дои : 10.1021/ic052029f . ISSN   0020-1669 . ПМИД   16634614 .
  27. ^ CRC справочник по химии и физике: готовый справочник химических и физических данных . Дэвид Р. Лиде (90-е изд., 2009–2010 гг.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. 2009. ISBN  978-1-4200-9084-0 . OCLC   406781123 . {{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  28. ^ Колтон, Рэй (1965). Химия рения и технеция . Издательство Интерсайенс . п. 59. ИСБН  978-0-470-16650-5 . Проверено 6 апреля 2023 г.
  29. ^ «Таблица Менделеева WebElements » Рений » тетрафторид рения» . webelements.com . Проверено 6 апреля 2023 г.
  30. ^ Коттон, ФА; Уолтон, Р.А. «Множественные связи между атомами металлов», Оксфорд (Оксфорд): 1993. ISBN   0-19-855649-7 .
  31. ^ В. В. Угаров (1971). «Электронографическое исследование строения молекулы Re 3 Br 9 ». Журнал структурной химии . 12 (2): 286–288. дои : 10.1007/BF00739116 . S2CID   100857081 .
  32. ^ Ричард Дж. Томпсон; Ронни Э. Фостер; Джеймс Л. Букер; Стивен Дж. Липпард (1967). «Бромид рения(III)». В Muetteries, Эрл (ред.). Неорганические синтезы . Том. 10. McGraw-Hill, Inc., стр. 58–61. дои : 10.1002/9780470132418.ch9 . ISBN  9780470132418 .
  33. ^ Харро Хаген; Адольф Зивертс (1933). «Трибромид рения». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 215 (1). Verlag GmbH & Co. KGaA, Вайнхайм: 111–112. дои : 10.1002/zaac.19332150114 .
  34. ^ Неорганические синтезы, Том 7 . Джон Уайли и сыновья . 22 сентября 2009 г. с. 185. ИСБН  978-0-470-13270-8 . Проверено 6 мая 2023 г.
  35. ^ Кеммитт, RDW; Пикок, РД (26 января 2016 г.). Химия марганца, технеция и рения: пергамские тексты по неорганической химии . Эльзевир . п. 921. ИСБН  978-1-4831-8762-4 . Проверено 7 мая 2023 г.
  36. ^ Шмидт, Стивен П.; Троглер, Уильям К.; Басоло, Фред (1990). «Галогениды пентакарбонилрения». Неорганические синтезы . Том. 28. стр. 154–159. дои : 10.1002/9780470132593.ch42 . ISBN  978-0-470-13259-3 .
  37. ^ Майкл А. Урбанчич, Джон Р. Шепли (1990). «Пентакарбонилгидридорений». Неорганические синтезы . Том. 28. С. 165–168. дои : 10.1002/9780470132593.ch43 . ISBN  978-0-470-13259-3 .
  38. ^ Лазарова Н.; Джеймс, С.; Бабич Дж.; Зубиета, Дж. (2004). «Удобный синтез, химическая характеристика и реакционная способность [Re(CO) 3 (H 2 O) 3 ]Br: кристаллическая и молекулярная структура [Re(CO) 3 (CH 3 CN) 2 Br]». Неорганическая химия . 7 (9): 1023–1026. дои : 10.1016/j.inoche.2004.07.006 .
  39. ^ Альберто, Р.; Эгли, А.; Абрам, Ю.; Хегетшвайлер, К.; Грамлих В.; Шубигер, Пенсильвания (1994). «Синтез и реакционная способность [NEt 4 ] 2 [ReBr 3 (CO) 3 ]. Образование и структурная характеристика кластеров [NEt 4 ][Re 3 3 -OH)(µ-OH) 3 (CO) 9 ] и [NEt 4 ][Re 2 (μ-OH) 3 (CO) 6 ] щелочным титрованием». Дж. Хим. Soc., Далтон Транс. (19): 2815–2820. дои : 10.1039/DT9940002815 .
  40. ^ Ромао, Карлос К.; Кюн, Фриц Э.; Херрманн, Вольфганг А. (1997). «Оксо- и имидокомплексы рения (VII): синтез, структура и применение». Химические обзоры . 97 (8): 3197–3246. дои : 10.1021/cr9703212 . ПМИД   11851489 .
  41. ^ Дайкхофф, Флориан; Ли, Су; Райх, Роберт М.; Хофманн, Бенджамин Дж.; Хердтвек, Эберхардт; Кюн, Фриц Э. (2018). «Синтез, характеристика и применение органорений(vii)триоксидов в реакциях метатезиса и катализе эпоксидирования». Транзакции Далтона . 47 (29): 9755–9764. дои : 10.1039/c8dt02326c . ISSN   1477-9226 . ПМИД   29987275 .
  42. ^ Шмидт, Борис (1997). «Метилтриоксорений - от окисления и циклопропанирования к метатезису». Журнал практической химии/Химическая газета . 339 (1): 493–496. дои : 10.1002/prac.19973390190 . ISSN   0941-1216 .
  43. ^ Хадсон, Эндрю; Бетц, Дэниел; Кун, Фриц Э.; Хименес-Алеман, Гильермо Х.; Боланд, Вильгельм (16 сентября 2013 г.). «Метилтриоксорений» . Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Джон Уайли и сыновья, ООО doi : 10.1002/047084289x.rn00017.pub3 . ISBN  978-0-471-93623-7 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3fd8c2cd956bab2374606c811dc0624d__1716058500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3f/4d/3fd8c2cd956bab2374606c811dc0624d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Rhenium compounds - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)