Ураноцен

Ураноцен
Имена
	Название ИЮПАК До тех пор, пока(η 8 -циклооктатетраенил)уран(IV)
	Другие имена Циклооктатетраенид урана ; У(КОТ) 2
Идентификаторы
Номер CAS	11079-26-8 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
ХимическийПаук	57575622 ;
ПабХим CID	12865934 ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID40911863 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	С 16 Ч 16 У
Молярная масса	446.33 g/mol
Появление	зеленые кристаллы
Опасности
	Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH):
Основные опасности	пирофорный, радиоактивный и токсичный
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Ураноцен , U(C ₈ H ₈ ) ₂ , представляет собой уранорганическое соединение, состоящее из атома урана, зажатого между двумя циклооктатетраенидными кольцами. Это было одно из первых органоактинидных соединений синтезированных . Это зеленое, чувствительное к воздуху твердое вещество, растворяющееся в органических растворителях. Ураноцен, член « актиноценов », группы металлоценов, элементы актинидного ряда включающих . Это наиболее изученная система бис [8]аннулен -металл, хотя она не имеет известных практических применений. ^[2]

Синтез, структура и связь

Ураноцен был впервые описан в 1968 году группой Эндрю Стрейтвизера , когда он был получен реакцией дикалия циклооктатетраенида и тетрахлорида урана в ТГФ при 0°C: ^[1]

Ураноцен очень активен по отношению к кислороду, пирофорен на воздухе, но устойчив к гидролизу . Рентгеновская кристаллическая структура ураноцена была впервые выяснена группой Кена Рэймонда . ^[3] Считая молекулу U ⁴⁺(С ₈ Ч ₈²⁻) ₂ , η ⁸- циклооктатетраенидные группы плоские, как и ожидалось для кольца, содержащего 10 π-электронов , и взаимно параллельны, образуя сэндвич, содержащий атом урана . В твердом состоянии кольца затмеваются, что придает D _8h молекуле симметрию . В растворе кольца вращаются с малой энергией активации .

уран-циклооктатетраенил что связь было показано, С помощью фотоэлектронной спектроскопии возникает в первую очередь за счет смешивания 6d-орбиталей урана с пи -орбиталями лиганда и, следовательно, передачи электронного заряда урану, с меньшим таким взаимодействием с участием урана ( 5f ). ² орбитали. ^[4] Расчеты электронной теории согласуются с этим результатом. ^[5]^[6] и отметим, что более слабое взаимодействие 5f- орбиталей открытой оболочки с орбиталями лиганда определяет | M _J |, величина квантового числа углового момента вдоль оси симметрии 8-го порядка основного состояния. ^[6]

Спектроскопические свойства

Ураноцен парамагнитен . Его магнитная восприимчивость соответствует значениям 3 или 4 для | M _J |, причем на сопутствующий магнитный момент влияет спин-орбитальная связь . ^[7] Его ЯМР- спектр соответствует | М _Дж | значение 3. ^[8] Расчеты по электронной теории из простейших ^[9] до самого точного ^[10] также дать | М _Дж | значения 3 для основного состояния и 2 для первого возбужденного состояния, что соответствует обозначениям симметрии двойной группы. ^[11] E для этих состояний _3g и E _2g .

Зеленый цвет ураноцена обусловлен тремя сильными переходами в его видимом спектре . ^[1]^[12] Помимо обнаружения колебательных частот, спектры комбинационного рассеяния света указывают на наличие низколежащего ( E _2g ) возбужденного электронного состояния. ^[12]^[13] На основании расчетов, ^[6] видимые переходы относят к переходам преимущественно природы 5f -к- 6d , приводящим к E _2u и E _3u состояниям .

Аналогичные соединения

Аналогичные соединения вида M(C ₈ H ₈ ) ₂ существуют для M = ( Nd , Tb , Yb , Th , Pa , Np и Pu ). Расширения включают стабильное на воздухе производное U(C ₈ H ₄ Ph ₄ ) ₂ и циклогептатриенильную разновидность [U(C ₇ H ₇ ) ₂ ] ⁻. ^[2] Напротив, бис(циклооктатетраен)железо имеет совершенно другую структуру: по одному из η ⁶- и η ⁴-C ₈ H ₈ лиганды.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Стрейтвизер, А.; Мюллер-Вестерхофф, У. (1968). «Бис (циклооктатетраенил) уран (ураноцен). Новый класс сэндвич-комплексов, использующих атомные f-орбитали». Дж. Ам. хим. Соц. 90 (26): 7364. doi : 10.1021/ja01028a044 .
^ Jump up to: ^а ^б Сейферт, Д. (2004). «Ураноцен. Первый представитель нового класса металлоорганических производных f-элементов» . Металлоорганические соединения . 23 (15): 3562–3583. дои : 10.1021/om0400705 .
^ Залкин, Аллан; Раймонд, Кеннет Н. (1969). «Структура ди-пи-циклооктатетраенурана (ураноцена)» . Журнал Американского химического общества . 91 (20): 5667–5668. дои : 10.1021/ja01048a055 . ISSN 0002-7863 .
^ Кларк, JP; Грин, Дж. К. (1977). «Исследование электронной структуры бис( эта -циклооктатетраен)-актиноидов методом фотоэлектронной спектроскопии гелия-(I) и -(II)». Дж. Хим. Soc., Далтон Транс. (5): 505–508. дои : 10.1039/DT9770000505 .
^ Роеш, Н.; Стрейтвизер, А. (1983). «Квазирелятивистское альфа исследование ураноцена, тооцена и цероцена -рассеянными волнами SCF-X». Дж. Ам. хим. Соц. 105 (25): 7237–7240. дои : 10.1021/ja00363a004 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Чанг, АХХ; Питцер, Р.М. (1989). «Электронная структура и спектры ураноцена». Дж. Ам. хим. Соц. 111 (7): 2500–2507. дои : 10.1021/ja00189a022 .
^ Карракер, генеральный директор; Стоун, Дж.А.; Джонс, скорая помощь; Эдельштейн, Н. (1970). «Бис(циклооктатетраенил)нептуний(IV) и бис(циклооктатетраенил)плутоний(IV)». Дж. Хим. Физ. 92 (16): 4841–4845. дои : 10.1021/ja00719a014 .
^ Фишер, Р.Д. (1979). «ЯМР-спектроскопия металлоорганических соединений f-элементов: практическое применение». В Марксе, Ти Джей; Фишер, Р.Д. (ред.). Том 44 – Металлоорганика f-элементов . Серия Институтов перспективных исследований НАТО: Серия C – Математические и физические науки. Дордрехт, Голландия: Рейдель. стр. 337–377. ISBN 90-277-0990-4 .
^ Хейс, Р.Г.; Эдельштейн, Н. (1972). «Элементарный молекулярно-орбитальный расчет U(C ₈ H ₈ ) ₂ и его применение к электронной структуре U(C ₈ H ₈ ) ₂ , Np(C ₈ H ₈ ) ₂ . и Pu(C ₈ H ₈ ) ₂ ». ". Дж. Ам. хим. Соц . 94 (25): 8688–8691. дои : 10.1021/ja00780a008 .
^ Лю, В.; Долг, М.; Фульде, П. (1997). «Низколежащие электронные состояния лантаноценов и актиноценов M(C ₈ H ₈ ) ₂ (M=Nd, Tb, Yb, U)». Дж. Хим. Физ. 107 (9): 3584–3591. Бибкод : 1997JChPh.107.3584L . дои : 10.1063/1.474698 .
^ Герцберг, Г. (1966). Молекулярные спектры и молекулярная структура III. Электронные спектры и электронная структура многоатомных молекул . Принстон, Нью-Джерси: Д. Ван Ностранд. п. 566.
^ Jump up to: ^а ^б Даллинджер, РФ; Штейн, П.; Спиро, Т.Г. (1978). «Резонансная рамановская спектроскопия ураноцена: наблюдение аномально поляризованной электронной зоны и определение энергетических уровней». Дж. Ам. хим. Соц. 100 (25): 7865–7870. дои : 10.1021/ja00493a013 .
^ Хагер, Дж. С.; Захардис, Дж.; Паньи, РМ; и др. (2004). «Комбинационное рассеяние света в атмосфере азота. Рамановская спектроскопия высокого разрешения кристаллического ураноцена, тороцена и ферроцена». Дж. Хим. Физ. 120 (6): 2708–2718. Бибкод : 2004JChPh.120.2708H . дои : 10.1063/1.1637586 . PMID 15268415 .

Дальнейшее чтение

Элементы f , Николас Кальцояннис и Питер Скотт. ISBN 0-19-850467-5
Химия элементов , Н. Н. Гринвуд и А. Эрншоу. ISBN 0-08-022057-6
Лантаниды и актиниды: органоактиниды

[synth-1] Jump up to: ^а ^б ^с Стрейтвизер, А.; Мюллер-Вестерхофф, У. (1968). «Бис (циклооктатетраенил) уран (ураноцен). Новый класс сэндвич-комплексов, использующих атомные f-орбитали». Дж. Ам. хим. Соц. 90 (26): 7364. doi : 10.1021/ja01028a044 .

[Seyferth-2] Jump up to: ^а ^б Сейферт, Д. (2004). «Ураноцен. Первый представитель нового класса металлоорганических производных f-элементов» . Металлоорганические соединения . 23 (15): 3562–3583. дои : 10.1021/om0400705 .

[3] Залкин, Аллан; Раймонд, Кеннет Н. (1969). «Структура ди-пи-циклооктатетраенурана (ураноцена)» . Журнал Американского химического общества . 91 (20): 5667–5668. дои : 10.1021/ja01048a055 . ISSN 0002-7863 .

[4] Кларк, JP; Грин, Дж. К. (1977). «Исследование электронной структуры бис( эта -циклооктатетраен)-актиноидов методом фотоэлектронной спектроскопии гелия-(I) и -(II)». Дж. Хим. Soc., Далтон Транс. (5): 505–508. дои : 10.1039/DT9770000505 .

[5] Роеш, Н.; Стрейтвизер, А. (1983). «Квазирелятивистское альфа исследование ураноцена, тооцена и цероцена -рассеянными волнами SCF-X». Дж. Ам. хим. Соц. 105 (25): 7237–7240. дои : 10.1021/ja00363a004 .

[chang-6] Jump up to: ^а ^б ^с Чанг, АХХ; Питцер, Р.М. (1989). «Электронная структура и спектры ураноцена». Дж. Ам. хим. Соц. 111 (7): 2500–2507. дои : 10.1021/ja00189a022 .

[7] Карракер, генеральный директор; Стоун, Дж.А.; Джонс, скорая помощь; Эдельштейн, Н. (1970). «Бис(циклооктатетраенил)нептуний(IV) и бис(циклооктатетраенил)плутоний(IV)». Дж. Хим. Физ. 92 (16): 4841–4845. дои : 10.1021/ja00719a014 .

[8] Фишер, Р.Д. (1979). «ЯМР-спектроскопия металлоорганических соединений f-элементов: практическое применение». В Марксе, Ти Джей; Фишер, Р.Д. (ред.). Том 44 – Металлоорганика f-элементов . Серия Институтов перспективных исследований НАТО: Серия C – Математические и физические науки. Дордрехт, Голландия: Рейдель. стр. 337–377. ISBN 90-277-0990-4 .

[9] Хейс, Р.Г.; Эдельштейн, Н. (1972). «Элементарный молекулярно-орбитальный расчет U(C ₈ H ₈ ) ₂ и его применение к электронной структуре U(C ₈ H ₈ ) ₂ , Np(C ₈ H ₈ ) ₂ . и Pu(C ₈ H ₈ ) ₂ ». ". Дж. Ам. хим. Соц . 94 (25): 8688–8691. дои : 10.1021/ja00780a008 .

[10] Лю, В.; Долг, М.; Фульде, П. (1997). «Низколежащие электронные состояния лантаноценов и актиноценов M(C ₈ H ₈ ) ₂ (M=Nd, Tb, Yb, U)». Дж. Хим. Физ. 107 (9): 3584–3591. Бибкод : 1997JChPh.107.3584L . дои : 10.1063/1.474698 .

[11] Герцберг, Г. (1966). Молекулярные спектры и молекулярная структура III. Электронные спектры и электронная структура многоатомных молекул . Принстон, Нью-Джерси: Д. Ван Ностранд. п. 566.

[dall-12] Jump up to: ^а ^б Даллинджер, РФ; Штейн, П.; Спиро, Т.Г. (1978). «Резонансная рамановская спектроскопия ураноцена: наблюдение аномально поляризованной электронной зоны и определение энергетических уровней». Дж. Ам. хим. Соц. 100 (25): 7865–7870. дои : 10.1021/ja00493a013 .

[13] Хагер, Дж. С.; Захардис, Дж.; Паньи, РМ; и др. (2004). «Комбинационное рассеяние света в атмосфере азота. Рамановская спектроскопия высокого разрешения кристаллического ураноцена, тороцена и ферроцена». Дж. Хим. Физ. 120 (6): 2708–2718. Бибкод : 2004JChPh.120.2708H . дои : 10.1063/1.1637586 . PMID 15268415 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]