Плутоноцен
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК До тех пор, пока( η 8 -циклооктатетраенил)плутоний(IV) | |
| Другие имена Циклооктатетраенид плутония Пу(COT) 2 | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Характеристики | |
| С 16 Н 16 Пу | |
| Молярная масса | 452 g·mol −1 |
| Появление | кристаллы вишнево-красного цвета |
| нерастворим, не реагирует с водой | |
| Растворимость в хлоруглеродах | умеренно растворим ( около 0,5 г/л) |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | радиационная опасность, пирофорный, токсичный |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Плутоноцен Pu(C 8 H 8 ) 2 представляет собой плутониевое соединение, состоящее из плутония атома , зажатого между двумя циклооктатетраенидами (COT 2- ) кольца. Это темно-красное, очень чувствительное к воздуху твердое вещество, умеренно растворимое в толуоле и хлоруглеродах . [1] [2] Плутоноцен является членом актиноценового семейства металлоценов, включающих актинидные +4 элементы в степени окисления .
По сравнению с другими актиноценами, такими как ураноцен , плутоноцен изучался в меньшей степени с 1980-х годов из-за значительной радиационной опасности , которую представляет это соединение. [3] [4] Вместо этого он в основном был предметом теоретических исследований, касающихся связей в молекуле. [4] [5]
Структура и связь
[ редактировать ]Структурно соединение охарактеризовано методом рентгеноструктурного анализа монокристаллов . [3] [4] Циклооктатетраенидные кольца затмеваются и принимают плоскую конформацию с 8 эквивалентными связями C–C длиной 1,41 Å; молекула обладает центром инверсии в положении, занимаемом атомом плутония. [3] [4] Расстояние Pu–COT (до центроида кольца) составляет 1,90 Å, а отдельные расстояния Pu–C находятся в диапазоне 2,63–2,64 Å. [3]
Несмотря на сходство молекулярных структур, кристаллы плутоноцена не изоморфны другим актиноценам, поскольку плутоноцен кристаллизуется в моноклинной I 2/ m пространственной группе , тогда как тороцен , протактиноцен, ураноцен и нептуноцен кристаллизуются как моноклинная P 2 1 / n. [3]
Теоретические расчеты с использованием различных методов вычислительной химии подтверждают существование усиленного ковалентного характера в плутоноцене за счет взаимодействия атомных орбиталей Pu 6 d и 5 f с π-орбиталями на основе лигандов. [2] [4] [5]
Синтез
[ редактировать ]Впервые плутоноцен был синтезирован в 1970 г. реакцией тетраэтиламмония гексахлорплутоната(IV) ([N(C 2 H 5 ) 4 ] 2 PuCl 6 ) с дикалия циклооктатетраенидом (K 2 (C 8 H 8 )) в ТГФ при комнатной температуре: [1] [2]
- (NEt 4 ) 2 PuCl 6 + 2 K 2 (C 8 H 8 ) → Pu(C 8 H 8 ) 2 + 2 NEt 4 Cl + 4 KCl
Этот подход отличается от синтеза других актиноценов, который обычно включает реакцию тетрахлорида актинида AnCl 4 с K 2 (C 8 H 8 ); в случае плутония это невозможно, поскольку стабильные виды хлорида плутония (IV) не известны. [4] Реакция также не протекает при использовании солей гексахлорплутоната(IV) цезия или пиридиния вместо соли тетраэтиламмония. [1]
Более поздний синтез включает 1 e − окисление зеленого [K( крипта )][Pu III (C 8 H 8 ) 2 ] соль с AgI : [3]
- [Мог III (С 8 Н 8 ) 2 ] − + AgI → Pu(C 8 H 8 ) 2 + Ag 0 + я −
[Пу III (С 8 Н 8 ) 2 ] − анион получается путем замены лиганда из K 2 (C 8 H 8 ) и других плутониевых (III) органических комплексов, которые в конечном итоге могут быть получены восстановлением более распространенного PuO 2 с помощью HBr в ТГФ. [3] Мог III галогениды PuCl 3 и PuI 3 также использовались в качестве исходного материала для плутония. [3] [4]
Другие объекты недвижимости
[ редактировать ]Продукт химически аналогичен ураноцену и нептуноцену , и они практически обладают одинаковой химической реакционной способностью. Все три соединения нечувствительны к воде или разбавленным водным основаниям, но чувствительны к воздуху и быстро реагируют с образованием оксидов. [1] [2] [3] Они мало растворимы (с концентрацией насыщения около 10 −3 М) в ароматических или хлорированных растворителях, таких как бензол , толуол , четыреххлористый углерод или хлороформ . [1] [2]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Карракер, Дэвид Г.; Стоун, Джон Остин; Джонс, Эрвин Рудольф; Эдельштейн, Норман (1 августа 1970 г.). «Бис(циклооктатетраенил)нептуний(IV) и бис(циклооктатетраенил)плутоний(IV)» . Журнал Американского химического общества . 92 (16): 4841–4845. дои : 10.1021/ja00719a014 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Jump up to: а б с д и Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Бостон, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн. стр. 1278–1280. ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Виндорф, Кори Дж.; Сперлинг, Джозеф М.; Альбрехт-Шёнцарт, Томас Э.; Бай, Чжуаньлин; Эванс, Уильям Дж.; Гайзер, Алисса Н.; Гонт, Эндрю Дж.; Гудвин, Конрад А.П.; Хобарт, Дэвид Э.; Хаффман, Закари К.; Ха, Дэниел Н. (21 сентября 2020 г.). «Единая мелкомасштабная система окислительно-восстановительной реакции плутония дает три кристаллографически охарактеризуемых плутониевых комплекса» . Неорганическая химия . 59 (18): 13301–13314. doi : 10.1021/acs.inorgchem.0c01671 . ISSN 0020-1669 . ОСТИ 1680020 . ПМИД 32910649 . S2CID 221623763 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Апостолидис, Христос; Уолтер, Олаф; Фогт, Йохен; Либинг, Фил; Марон, Лоран; Эдельманн, Фрэнк Т. (2017). «Структурно охарактеризованный металлоорганический комплекс плутония (IV)» . Angewandte Chemie, международное издание . 56 (18): 5066–5070. дои : 10.1002/anie.201701858 . ISSN 1521-3773 . ПМК 5485009 . ПМИД 28371148 .
- ^ Jump up to: а б Керридж, Эндрю (6 ноября 2013 г.). «Статус окисления и ковалентность в металлоценах f-элемента (M = Ce, Th, Pu): комбинированное CASSCF и топологическое исследование» . Транзакции Далтона . 42 (46): 16428–16436. дои : 10.1039/C3DT52279B . ISSN 1477-9234 . ПМИД 24072035 .