La chimie descriptive : Exemples

Exemple 1 :

$\text{Ni}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{4}}}$ , nickel carbonyle, $Ni+4CO\,\to Ni{{(CO)}_{4}}$ à 30°C et P = 1atm.

$\begin{matrix}Ni & 3{{d}^{8}}4{{s}^{2}} & (10{{e}^{-}}) \\4CO & 4x2{{e}^{-}} & (8{{e}^{-}}) \\{} & Total & 18{{e}^{-}} \\\end{matrix}$

Rappel sur CO :

• 10 e- de valence ; l'oxygène est plus électronégatif que le carbone, il retient son doublet, la liaison s'effectue par le carbone.

• Etat de liaison: recouvrement d'une orbitale de Ni avec les orbitales de CO

• Hybridation $\text{s}{{\text{p}}^{\text{3}}}$

• composé diamagnétique

Exemple 2 : $\text{Cr}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{6}}}$ , chrome carbonyle

$\begin{matrix}Cr & 3{{d}^{5}}4{{s}^{1}} & (6{{e}^{-}}) \\6CO & 6x2{{e}^{-}} & (12{{e}^{-}}) \\{} & Total & 18{{e}^{-}} \\\end{matrix}$

Structure octaédrique, hybridation $\text{s}{{\text{p}}^{\text{3}}}{{\text{d}}^{\text{2}}}$ pour Cr, composé paramagnétique

Exemple 3 : $\text{Co}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{4}}}$ , cobalt carbonyle , composé paramagnétique ;

$\begin{matrix}Co & 3{{d}^{7}}4{{s}^{2}} & (9{{e}^{-}}) \\4CO & 4x2{{e}^{-}} & (8{{e}^{-}}) \\{} & Total & 17{{e}^{-}} \\\end{matrix}$

Il manque un électron, la molécule se dimérise en formant une liaison courte Co-Co -> $\text{C}{{\text{o}}_{\text{2}}}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{8}}}$

Exemple 4 : $\text{Fe}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{5}}}$ , fer carbonyle $Fe+5CO \rightleftarrows Fe{{(CO)}_{5}}$, à 180°C, 200 atm, liquide jaune

$\begin{matrix}Fe & 3{{d}^{6}}4{{s}^{2}} & (8{{e}^{-}}) \\5CO & 5x2{{e}^{-}} & (10{{e}^{-}}) \\{} & Total & 18{{e}^{-}} \\\end{matrix}$

Hybridation $\text{ds}{{\text{p}}^{\text{3}}}$ , composé diamagnétique.

Il existe aussi les complexes $\text{F}{{\text{e}}_{\text{2}}}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{9}}}$ et $\text{F}{{\text{e}}_{\text{3}}}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{12}}}$ pour lesquels des liaisons Fe-Fe et des liaisons pont Fe-CO-Fe apparaissent.

$\text{F}{{\text{e}}_{\text{2}}}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{9}}}$ (solide brun) : $2\,Fe{{(CO)}_{5}}\,\xrightarrow{h\nu }\,\,F{{e}_{2}}{{(CO)}_{9}}+CO\,$,

le fer est hybridé $\text{s}{{\text{p}}^{\text{3}}}{{\text{d}}^{\text{3}}}$

$\begin{matrix}{} & Fe & 3{{d}^{6}}4{{s}^{2}} & (8{{e}^{-}}) \\{} & Fe\leftrightarrow Fe & 1{{e}^{-}} & (1{{e}^{-}}) \\{} & 3Fe\leftrightarrow C & 3x1{{e}^{-}} & (3{{e}^{-}}) \\{} & {} & Total & 18{{e}^{-}} \\\end{matrix}$   autour de chaque fer.

$\text{F}{{\text{e}}_{\text{3}}}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{12}}}$ (solide vert foncé) : $\tfrac{3}{2}F{{e}_{2}}{{(CO)}_{9}}\,\xrightarrow{\Delta }\,\,F{{e}_{3}}{{(CO)}_{12}}+\tfrac{3}{2}CO\,$, (on remplace un groupement =CO par $\text{Fe}{{\left( \text{CO} \right)}_{\text{4}}}$ à partir du complexe précédent).