Vanadiumhexacarbonyl

Strukturformel
Struktur von Vanadiumhexacarbonyl
Allgemeines
Name	Vanadiumhexacarbonyl
Andere Namen	Vanadiumcarbonyl
Summenformel	V(CO)6
Kurzbeschreibung	bläulich-grüne Kristalle<ref name="Patnaik">Pradyot Patnaik: A Comprehensive Guide to the Hazardous Properties of Chemical Substances. 3. Auflage, John Wiley and Sons, 2007, ISBN 978-0-470-13494-8, S. 628.</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 243-937-2 ECHA-InfoCard 100.039.928 PubChem 519800 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	219,0 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="Patnaik"/>
Schmelzpunkt	Zersetzung ab 70 °C<ref name="Patnaik"/>
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser und Ethanol<ref name="Patnaik"/> wenig löslich in Hexan<ref name="Patnaik"/> löslich in anderen organischen Lösungsmitteln<ref name="Patnaik"/>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Vanadiumhexarbonyl ist ein Metallcarbonyl mit der chemischen Formel V(CO)₆. Diese hochreaktive Spezies ist aus theoretischer und wissenschaftlicher Perspektive bemerkenswert. Es ist ein seltenes Beispiel eines isolierbaren homoleptischen Metallcarbonyls, das paramagnetisch ist.<ref name="Elschenbroich_330"/> Die meisten Metallcarbonyle mit der Formel Me_x(CO)_y folgen der 18-Elektronen-Regel, während V(CO)₆ nur 17 Valenzelektronen aufweist.<ref name="Elschenbroich_330">Christoph Elschenbroich: Organometallchemie, 6. Auflage, Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8, S. 330.</ref>

Synthese

Traditionell wird V(CO)₆ in zwei Schritten über die Zwischenstufe H[V(CO)₆] hergestellt. In einem ersten Schritt wird VCl₃ mit metallischem Natrium unter 200 atm CO bei 160 °C reduziert. Das Lösungsmittel für diese Reduktion ist in der Regel Diglyme, CH₃OCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₃. Dieser Triether löst Natriumsalze auf ähnliche Weise wie ein Kronenether:

<math>\mathrm{VCl_3\ +\ 4\ Na\ +\ 6\ CO\ +\ Diglyme\ \xrightarrow{(200\ bar,\ 433\ K,\ 48\ h)} }</math><math>\mathrm{\ Na(digly)_2[V(CO)_6]\ +\ 3\ NaCl}</math>

<math>\mathrm{[V(CO)_6]^-\ +\ H^+\ \xrightarrow \ H[V(CO)_6]\ \xrightarrow \ V(CO)_6\ +\ H_2}</math>

Mittlerweile wurde von Ellis und Liu eine verbesserte Niederdruck-Synthese entwickelt.<ref>X. Liu, J. E. Ellis: Hexacarbonylvanadate(1−) and Hexacarbonylvanadium(0). In: Inorganic Syntheses, 2004, Volume 34, ISBN 0-471-64750-0, S. 96–103 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).</ref>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Vanadiumhexacarbonyl ist eine bei Zimmertemperatur feste, kristalline Substanz von bläulich-grüner Farbe. Sie löst sich nicht in Wasser oder Ethanol, wenig in gesättigten Kohlenwasserstoffen wie Hexan aber gut in anderen organischen Lösungsmitteln unter Gelbfärbung der Lösung.<ref name="Patnaik"/> Die Wellenzahl der C-O-Streckschwingung ν_CO des freien Kohlenstoffmonoxids liegt bei 1976 cm⁻¹.<ref name="Elschenbroich_330"/>

V(CO)₆ hat eine oktaedrische Koordinationsgeometrie (O_h). Hochauflösende Röntgen-Kristallographie zeigt, dass das Molekül leicht verzerrt ist mit zwei kürzeren V–C-Bindungen von 199,3 pm und vier äquatorialen von 200,5 pm.<ref>S. Bellard, K. A. Rubinson, G. M. Sheldrick: Crystal and molecular structure of vanadium hexacarbonyl. In: Acta Crystallographica, 1979, Volume B35, S. 271–274; doi:10.1107/S0567740879003332.</ref> Eine solche Verzerrung könnte aufgrund des Jahn-Teller-Effekts entstanden sein.

Chemische Eigenschaften

V(CO)₆ reagiert mit Cyclopentadienyl-Anionen zu einem orangefarbenen Komplex (C₅H₅)V(CO)₄ (Smp. 136 °C). Wie viele ladungsneutrale metallorganische Verbindungen ist dieser Halbsandwichkomplex leicht flüchtig.

V(CO)₆ ist ein thermisch empfindliches Material. Seine primäre Reaktion ist die Reduktion zum Monoanion [V(CO)₆]⁻ sowie die Substitution durch Phosphane, häufig auch unter Disproportionierung. Vanadiumhexacarbonyl kann bei der Zersetzung toxische Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid und Vanadiumoxide freisetzen. Die Substanz ist eine pyrophore Verbindung, die beim Erhitzen explodieren kann.<ref name="Patnaik"/>

Verwendung

Vanadiumhexacarbonyl wird als Katalysator bei Isomerisierungs- und Hydrierungsreaktionen eingesetzt.<ref name="Patnaik"/>

Einzelnachweise

<references />

Literatur

• F. Calderazzo, R. Ercoli: Synthese von V(CO)₆ und Hexacarbonylvanadaten. In: Chimica e l'Industria. 1962, Volume 44, S. 990–996.