雙環辛四烯合鈾

化合物

雙環辛四烯合鈾,化學式U(C8H8)2,是一種有機鈾化合物,由一個鈾離子和兩個環辛四烯陰離子組成。它是最先被合成的有機錒系元素化合物英語Organoactinide chemistry之一。它是一種對空氣敏感,可溶於有機溶劑的綠色固體。雙環辛四烯合鈾,是雙環辛四烯合錒系元素的一員,由錒系元素環辛四烯組成。它是研究最多的環辛四烯-金屬系統,儘管雙環辛四烯合鈾沒有實際用途。[2]

雙環辛四烯合鈾
IUPAC名
Bis(η8-cyclooctatetraenyl)uranium(IV)
別名 Uranium cyclooctatetraenide
U(COT)2
識別
CAS號 11079-26-8  checkY
ChemSpider 57575622
SMILES
 
  • C1=CC=CC=CC=C1.C1=CC=CC=CC=C1.[U]
InChI
 
  • 1/2C8H8.U/c2*1-2-4-6-8-7-5-3-1;/h2*1-8H;/q2*-2;/b2*2-1-,5-3-,8-6-;
InChIKey RHDYKSUWBHNFEJ-GIKYMASMBM
性質
化學式 C16H16U
摩爾質量 446.33 g/mol g·mol⁻¹
外觀 綠色晶體[1]
危險性
主要危害 自燃且有毒
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製備、結構和成鍵

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雙環辛四烯合鈾是由Andrew Streitwieser英語Andrew Streitwieser的團隊於1968年描述的。 他們的製備方法是在 0°C下的THF 里,環辛四烯二鉀四氯化鈾反應而成:[1]

 

雙環辛四烯合鈾對氧氣的活性很高,使得它可在空氣中自燃,但它對水解穩定。 它的分子結構是 U4+(C8H82−)2,其中的η8-環辛四烯陰離子是平面型的,包含 10 個π-電子,並且彼此平行,形成含有原子的夾心型配合物。 固態時,雙環辛四烯合鈾中的兩個環辛四烯是重疊的,對稱性為 D8h 。 在溶液中,環以低能壘旋轉。

電子光譜英語Photoemission spectroscopy顯示鈾-環辛四烯基的化學鍵主要是由於鈾原子的6d軌道混入環辛四烯配體中的π分子軌道而成,因此將電子電荷捐贈給鈾,其中涉及鈾的5f2軌道的相互作用較小。 [3] 電子理論計算與該結果一致[4][5]並指出,開殼的5f軌道與配體軌道的較弱相互作用決定了|MJ|,即沿基態8倍對稱軸的角動量量子數的大小。 [5]

相關化合物

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其它有 M(C8H8)2 結構的化合物有 M = (NdTbPu, PaNpThYb)。雙環辛四烯合鈾的衍生物包括對空氣穩定的 U(C8H4Ph4)2 和環庚三烯類似物 [U(C7H7)2][2] 此外,化學式類似的雙環辛四烯合鐵英語bis(cyclooctatetraene)iron有非常不同的結構,其中含有 η6- 和 η4-的C8H8 配體。

參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 Streitwieser, A.; Mueller-Westerhoff, U. Bis(cyclooctatetraenyl)uranium (uranocene). A new class of sandwich complexes that utilize atomic f orbitals. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90 (26): 7364–7364. doi:10.1021/ja01028a044. 
  2. ^ 2.0 2.1 Seyferth, D. Uranocene. The First Member of a New Class of Organometallic Derivatives of the f Elements. Organometallics. 2004, 23 (15): 3562–3583. doi:10.1021/om0400705 . 
  3. ^ Clark, J. P.; Green, J. C. An Investigation of the Electronic Structure of Bis(eta-cyclo-octatetraene)-actinoids by Helium-(I) and -(II) Photoelectron Spectroscopy. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1977, (5): 505–508. doi:10.1039/DT9770000505. 
  4. ^ Roesch, N.; Streitwieser, A. Quasirelativistic SCF-Xalpha Scattered-Wave Study of Uranocene, Thorocene, and Cerocene. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105 (25): 7237–7240. doi:10.1021/ja00363a004. 
  5. ^ 5.0 5.1 Chang, A. H. H.; Pitzer, R. M. Electronic Structure and Spectra of Uranocene. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111 (7): 2500–2507. doi:10.1021/ja00189a022. 

擴展閱讀

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  • The f elements, Nikolas Kaltsoyannis and Peter Scott. ISBN 0-19-850467-5
  • Chemistry of the Elements, N. N. Greenwood and A. Earnshaw. ISBN 0-08-022057-6
  • Lanthanides & Actinides: Organoactinides頁面存檔備份,存於網際網路檔案館