Pentacarbonilo de ferro

El pentacarbonilo de ferro, Fe(CO)₅, també conegut com a ferro pentacarbonilo (traducció lliteral de l'anglés) o carbonilo de ferro, és un líquit aceitoso que es descompon en expondre's a la llum, soluble en solvents orgànics, que s'utilisa com una font d'un catalisador de ferro pur i dels núcleus de l'iman. En condicions normals és un líquit que fluïx lliurement, de color palla en una olor acre. Este compost és un precursor comú a diversos composts de ferro, incloent molts que són útils en la síntesis orgànica. El Fe(CO)₅ es prepara per la reacció de partícules fines de ferro en monòxit de carbono. Ademés, no és molt car.

En 1891, el químic francés Marcellin Berthelot i el britànic d'orige alemà Ludwig Mond varen descobrir simultàneament de forma independent el pentacarbonilo de ferro.

Síntesis i obtenció

El ferro totalment pur (i finamente dividit), reacciona a temperatura ambiente i 1 bar de pressió en el monòxit de carbono per a donar el pentacarbonilo de ferro, pero a escala industrial, s'usen condicions una miqueta més fortes. La producció industrial d'este compost és alguna cosa similar al procés Mond, que el metal es tracta en monòxit de carbono per a donar un gas volàtil. En el cas de pentacarbonilo de ferro, la reacció és més llenta. És necessari l'us d'una esponja de ferro com a material de partida, i unes condicions de reacció més dures, de 5-30 MPa (50-300 bars) i 150-200 °C.

$\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{5}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{5}}$

Propietats

El pentacarbonilo de ferro és un dels carbonilos metàlics homolépticos; és dir, el CO és l'únic lligant que complexa el ferro. Atres eixemples inclouen el Cr(CO)₆ (octaèdric) i el Ni(CO)₄ (tetraèdric). La majoria dels carbonilos metàlics tenen 18 electrons de valència (complint la regla dels 18 electrons) i el Fe(CO)₅ no és un excepció, en 8 electrons de valència de l'àtom de Fe i cinc parells d'electrons suministrats pels ligandos CO. Com a reflex de la seua estructura simètrica i la neutralitat de càrrega, el Fe(CO)₅ és volàtil, i és un dels complexos metàlics líquits més freqüentment trobats. Adopta una estructura de bipirámide trigonal, en l'àtom de Fe rodejat per cinc ligandos CO: tres en posicions equatorials i dos units axialment. Els enllaces Fe-C-O són cada u llineal (180°). Per la pseudorrotación de Berry, les posicions axials i equatorials dels carbonilos (CO), són intercanviables: