Cobaltoceno

El cobaltoceno, conegut també com bis(η⁵-ciclopentadienil)cobalt (II), és un compost de organocobalto en la fòrmula Co(C₅H₅)₂. Es tracta d'un sòlit de color púrpura obscur que sublima fàcilment llaugerament per damunt de la temperatura ambiente. El cobaltoceno es va descobrir poc despuix del ferroceno, el primer metaloceno. Per la facilitat en la que reacciona en l'O₂, el compost deu ser manipulat i almagasenat usant tècniques d'atmòsfera inerte.

Preparació i síntesis

El cobaltoceno es prepara per reacció del ciclopentadienuro de sodi (NaC₅H₅) en clorur de cobalt (II) anhidro en dissolució de THF. Es genera clorur de sodi com a subproducte ademés del producte organometálico que es purifica generalment per sublimació a buit:

$\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{p}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{\mathrm{p}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

També es pot preparar a partir del complex [Co(NH₃)₆Cl₂]

$\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{6}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{p}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{\mathrm{p}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$

Estructura, enllaç i reactivitat

El cobaltoceno forma unes agulles negres cristalines de punt de fusió d'entre 176-180 °C. En dissolvents no polars tals com hexano o tolueno és fàcilment soluble. És molt sensible a l'aire, degut a que es oxida fàcilment formant el catión de color groc-verdenc Cp₂Co⁺ (Cp=ciclopentadienilo).

L'àtom de cobalt del Co(C₅H₅)₂ es "intercala" entre dos anells de ciclopentadienilo (Cp), formant un compost sándwich. Les llongituts d'enllaç Co-C són aproximadament d'uns 2,1 Å, llaugerament més llarcs que l'enllaç Fe-C en el ferroceno.

El cobaltoceno pertany al grup de composts organometálicos cridat metalocenos. El cobaltoceno és un complex de 19 electrons, un més de lo que per lo general es troba en complexos de metals de transició, tals com el ferroceno ya comentat, que ademés és molt estable. (Vore la regla dels 18 electrons.) Este electró adicional ocupa un orbital antienlazante sobre els enllaços de Co-C. En conseqüència, les distàncies Co-C són llaugerament més llargues que els enllaces Fe-C del ferroceno. Moltes reaccions químiques del cobaltoceno (Co(C₅H₅)₂) es caracterisen per la seua tendència a perdre este electró "extra", donant un catión de 18 electrons conegut com cobaltocenio:

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{I}}^{\mathrm{-}}$

$19electrones18electrones$

L'atre parent propenc del cobaltoceno,és el rodoceno, que no existix com un monòmer, ya que dimeriza espontàneament per formació d'un enllaç C-C entre els anells de Cp.