Новости химической науки > Новые успехи координации один атом и 10 связей с бором

Группа исследователей из США создали соединение бора, в котором бор позволяет центральному металлу максимально возможное координационное число для планарных систем. В новом соединении центральный атом металла образует 10 химических связей с десятью атомами бора, расположенных, образуя молекулярное колесо.

Александр Болдырев (Alexander Boldyrev) с коллегами из Университета Юты предположил, что для получения молекул, один из атомов в которых проявлял столь высокую степень координации, и в которой бы наблюдались равные расстояния между центральным атомом и атомами периферии, требуется особый подход к молекулярной инженерии, заключающийся в контроле и электронной и геометрической конфигурации молекулы.

Ранее уже были синтезированы структуры, напоминающие по структуре колесо и содержащие гекса- и гептакоординированный атом углерода, связанный с периферическими атомами бора.

Строение полученного исследователями из Юты соединения Ta©B₁₀. (Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201107880)

Исследователи начали синтез с безлигандных кластеров, содержащих восемь или девять атомов бора, такие кластеры сами являются планарными молекулами. Исследователи предположили, что создание плоского борсодержащего кластера, состоящего только из 10 атомов бора, один из которых будет центральным, и проявлять координационное число, равное девяти, невозможно, так как радиус атома бора слишком мал.

Замещение одного из атомов бора на атом углерода также не позволило бы получить аномальное по строению соединение – электроотрицательность углерода выше электроотрицательности бора, поэтому в плоском молекулярном колесе атом углерода не смог бы занять центральное положение – для центрального элемента плоского молекулярного колеса могли бы идеально подойти атомы переходных металлов. Ранее в группе Болдырева было синтезировано плоское молекулярное колесо, в котором атом рутения был непосредственно связан с девятью атомами бора. Использованная при синтезе этого соединения концепция, была развита для синтеза соединения, в котором центральный атом был непосредственно связан с десятью атомами бора.

На основании квантовохимических расчетов можно было предположить, что для эффективного взаимодействия с кольцом, состоящим из десяти атомов бора и образования соединения типа М©B₁₀ необходимо наличие у центрального атома металла ранних 4d или 5d орбиталей.

Экспериментально исследователи показали, что для образования систем М©B₁₀ можно использовать атомы тантала и ниобия. Исследователи говорят о полученных соединениях как дважды ароматические системы с закрытой оболочкой. Результаты квантово-химического моделирования соответствуют результатам фотоэлектронной спектроскопии полученных соединений, подтверждающей плоское строение полученного соединения.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201107880

метки статьи: #неорганическая химия, #природа химической связи