Métaux carbonyles polynucléaires
Chimie organométallique - Métaux carbonyles

2.1 Molécules dans lesquelles tous les atomes métalliques sont de même nature

Si la liaison et la liaison sont des liaisons de covalence banales dont le caractère premier est leur généralité, les liaisons métal-métal doivent aussi se faire avec des métaux de numéro atomique pair.

Comment y parvenir ?

Le guide est la structure électronique de gaz noble atteinte dans le métal carbonyle mononucléaire de numéro atomique pair. Il faudrait « ouvrir » la structure moléculaire pour pouvoir provoquer une condensation avec construction de liaisons métal-métal de façon à rétablir une couche électronique externe à 18 électrons pour tous les atomes métalliques. Deux méthodes s’offrent pour arracher une molécule d’oxyde de carbone, à savoir le chauffage et l’irradiation ultraviolette.

• Le fer carbonyle, traité par l’une ou l’autre de ces deux méthodes, perd de l’oxyde de carbone et donne naissance à un mélange de deux espèces comportant chacune plus d’un atome de fer :

  [Fe (CO)₅] → [Fe₂ (CO)₉] + [Fe₃ (CO)₁₂]

Ces formules brutes sont faciles à déterminer par spectrométrie de masse. Le spectre infrarouge de ces deux composés révèle en outre une bande nouvelle aux alentours de 1 840 cm⁻¹ par rapport au spectre du composé monométallique. On peut l’attribuer à un groupe CO pontant deux atomes de fer puisque la vibration de la fonction cétone organique se situe à 1 710 cm⁻¹ en moyenne. La diffraction des rayons X donne en effet les deux structures de la figure 6.

Si l’on compte les électrons de la couche de valence du fer dans [Fe₂ (CO)₉], on obtient :

pour Fe : 8 ;

pour CO terminal : 2 x 3 ;

pour CO pontant : 1 x 3 ;

soit, au total : 17.

Ce nombre est impair. Or [Fe₂ (CO)₉]...