Overgangsmetalen – deel 2 § 19.5 – 19.6 + 18 elektronenregel ANOR1 week 5 Overgangsmetalen – deel 2 § 19.5 – 19.6 + 18 elektronenregel

Week 4 Wat is de elektronenconfiguratie van: FeIII WII TiIV Welk ion wordt beschreven door de elektronenconfiguratie: Het +4 ion met [Ar] 3d1 Het +2 ion met [Xe] 4f14 5d8

Week 4 Is Pd0 paramagnetisch of diamagnetisch?

Week 4 Welke van de volgende ionen is het meest paramagnetisch? FeII NiII

Overgangsmetaalcomplexen Terminologie: Metaalcomplex: een verbinding met een centraal metaalatoom dat door middel van een coördinatieve covalente binding gebonden is met een of meerdere moleculen of ionen Liganden: de moleculen of ionen die aan het centraal metaalatoom gebonden zijn Ligand donor atomen: de atomen uit een ligand die de binding met het centraal metaalatoom maken Coordinatiegetal: het aantal individuele liganden aan het centraal metaalatoom

Geometrie Geometrie bij verschillende coördinatiegetallen (n): n= 3 n = 4 n = 5 n = 6 Nobelprijs 1913

Liganden Terminologie: monodentaat: het ligand bindt via 1 atoom aan het metaal polydentaat: het ligand bindt via meer dan 1 atoom aan het metaal (chelaat ligand) (bidentaat, tridentaat, tetradentaat, hexadentaat etc)

Liganden Terminologie: Bij twijfel over het aantal bindende atomen (hapticiteit) in een ligand wordt dit met η vooraf aangegeven. Bijvoorbeeld: η1-C3H5 bindt via 1 koolstof η3-C3H5 bindt via 3 koolstoffen Een ligand kan ook een brug vormen tussen twee of meerdere metaalcentra. Het aantal centra wordt hierbij aangegeven met μ. μ2-Cl μ3-CR

Anorganische Liganden naam Bindt met # elektr. lading H2O Water 1 (O) 2 CO Koolstofmonoxide 1 (C) NR3 Amine 1 (N) PR3 Fosfine 1 (P) CN Cyanide -1 H2NC2H4NH2 Ethyleendiamine (en) 2 (N) 4 X halogeen 1 (X) 2 (of 4, 6) H2 diwaterstof 2 (H) L ligand 1

Organische liganden naam Bindt met # elektr. lading CR3 Alkyl 1 (C) 2 -1 CR2 Carbeen R2C=CR2 Alkeen 2 (C) RC≡CR Alkyn H2C-CH=CH2 Allyl 3 (C) 4 C5H5 Cyclopentadienyl (Cp) 5 of 3 (C) 6 (2 of 4) C5Me5 Cp* C6H6 Benzeen (Bz) 2, 4 of 6 (C) 2, 4 of 6 C10H16N2O8 EDTA 6 (2N en 4O) 12 -4

liganden Let op het verschil tussen H2 en (H)2 H2 is een neutraal ligand dat 2 elektronen heeft (H)2 zijn twee H- liganden met in totaal dus -2 lading en 4 elektronen

M-L bindingen Donatie van 2 elektronen van het ligand in een leeg d-orbitaal. De twee elektronen in de binding komen dus beide van het ligand.

Oxidatiegetal Het oxidatiegetal van een complex wordt bepaald op dezelfde manier als voor de hoofdgroepelementen. Voorbeelden: Pt(NH3)2Cl2 Pt heeft oxidatiegetal +2 (PtII) [Fe(CN)6]3- Fe heeft oxidatiegetal +3 (FeIII) [Ni(NH3)6]2+ Ni heeft oxidatiegetal ? Zorg er dus voor dat je de lading van de verschillende liganden kent, anders kun je geen oxidatiegetallen bepalen!

18-elektronenregel Analoog aan de octetregel voor rij 2 elementen, geldt voor de overgangsmetalen de 18 elektronenregel Volledig gevulde s-, p- en d-orbitalen bevatten samen 18 elektronen Metaalcomplexen met 18 elektronen zijn stabiele complexen Het is een regel en geen wet, dus er zijn uitzonderingen

18-elektronenregel Katalytische reacties gaan vrijwel altijd over overgangen tussen complexen met 16 en 18 elektronen, door het binden en verwijderen van liganden met 2 elektronen (BV PR3) Door middel van elektronen tellen kan zo de activiteit van een complex voorspelt worden.

18-elektronenregel Er zijn twee verschillende manieren om elektronen te tellen. Deze manieren hangen er van af of je de binding tussen metaal en ligand als covalent of als ionisch beschouwt. Wij zullen in de les alleen de ionische methode leren. ! Let op, het aantal elektronen dat je voor een ligand telt, hangt af van de methode die je kiest. In andere boeken kun je dus andere getallen vinden.

18-elektronenregel Bepaal het aantal valentie-elektronen van het vrije metaal (bijvoorbeeld Fe heeft 8 valentie-elektronen) Bepaal het oxidatiegetal van het metaal en trek dit getal af van het aantal valentie-elektronen Tel het aantal gedoneerde elektronen van de liganden er bij op (een M-M binding telt voor 1 elektron voor ieder metaal) VB. Wilkinson katalysator: Rh: 9 valentie-elektronen oxidatietoestand: +1 3*PR3 = 3*2 = 6 elektronen 1*Cl- = 1*2 = 2 elektronen Totaal= 9-1+6+2=16 elektronen 5s1 4d8

18-elektronenregel Bepaal het aantal elektronen van: Fe(CO)5 L2(H)2RhC2H4 K[CoCp*2] [(η3-allyl)Ni(PMe3)3]Cl [(CO)5Mn]2 (hoeveel M-M bindingen zullen er zijn?) (CO)3Co(µ-CO)2Co(CO)3

18-elektronenregel Doe een voorspelling voor de structuur van (CO)3ReCl en ga er hierbij vanuit dat Re aan de 18-elektronenregel wil voldoen. Wat is de hapticiteit van iedere Cp ring in: Cp2W(CO)2

18-elektronenregel Voorspelbaarheid katalysatoren: Vb. Wilkinson katalysator heeft 16 elektronen en is dus reactief voor de hydrogenatie van alkenen. De eerste stap in de katalytische reactie is het binden van het alkeen. 16 elektronen 18 elektronen

Opgaven: Ed 6: Hoofdstuk 19, opgaven: 6, 7, 8, 68, 71, 72, 73, 75 t/m 79 Opgaven 18-elektronenregel, zie volgende sheet

Opgaven: Geef het aantal elektronen voor de volgende complexen: [Pt(NH3)4]2+ PtCl2(NH3)2 PtCl42- (η5-C5H5)2Ni [(R3P)3Ru(µ-Cl)3Ru(PR3)3]+ ReH92- CpIrMe4