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Kobaltocen
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel aus Kobaltocen
Molekülmodell aus Kobaltocen
Allgemeines
Molekularformel	C10huh10Co
IUPAC-Name	Kobaltocen
Andere Namen	bis(η5-cyclopentadienyl)-cobalt
Molmasse	189,12 G/Maulwurf
LÄCHELN	[cH-]1cccc1.[cH-]1cccc1.[Co 2]
in Chile	1/2C5H5.Co/c2*1-2-4-5-3-1;/h2*1-5H;/q2*-1; 2
CAS-Nummer	1277-43-6
Ähnlich zu	Ferrocen, Nickelocen, Rhodocen
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
Achtung[1]
H-Sätze	H228 - H317 - H334 - H341 - H351
EUH-Sätze	Nein
P-Sätze	P210 - P261 - P280 - P342 P311
Unlöslich in	Wasser
Geometrie und Kristallstruktur
Dipolmoment	0,0 d
Thermodynamische Eigenschaften
soÖso	236 J/Maulwurf·k
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Kobaltocen, auch bezeichnet als Bis(cyclopentadienyl)cobalt(II), ist ein Organocobalt-Verbindung Mit als Bruttoformel Co(C₅huh₅)₂. Der Name wird oft mit CoCp . abgekürzt₂, wobei Cp für . steht Cyclopentadienyl. Die Verbindung hat eine dunkelviolette Farbe und sublimiert etwas über Raumtemperatur. Die Entdeckung von Cobaltocen folgte kurz nach der von Ferrocen, zuerst beschrieben Metallocen. Cobaltocen reagiert leicht mit Sauerstoff vom Himmel, damit es immer in einem ist Stickstoffbox sollten aufbewahrt und gehandhabt werden.

Synthese

Kobaltocen wird synthetisiert aus Cyclopentadienylnatrium und wasserfreiKobalt(II)-chlorid im THF. die gebildete Nebenprodukt (Natriumchlorid) geht über Filterung aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden; das metallorganische Verbindung kommt durch Vakuumsublimation gereinigt.^[2]

Struktur und Bindung

Kobaltocen gehört zur Gruppe der Metallocene.^[3] Das zentrale Kobalt-Ion befindet sich zwischen zwei Cyclopentadienyl-Ringen. Der Abstand zwischen Kobalt und jedem der Kohlenstoffatome beträgt etwa 210 Uhr, etwas länger als der entsprechende Abstand in Ferrocen.^[4] Die Bindung zwischen dem Cobaltatom und den Cyclopentadienylringen erfolgt über die Wechselwirkung insbesondere zwischen den d-Orbitale von Kobalt und das Systemsystem der Molekülorbitale des Cyclopentadienylrings.

Kobalt befindet sich rechts von Eisen in dem Periodensystem: Cobaltocen hat also ein Elektron mehr in den Valenzorbitalen als Ferrocen (nämlich 19). Das zusätzliche Elektron (eins mehr als die 18 nach 18-Elektronen-Regel) findet einen Platz in a antibindendes Molekülorbital der Co-C-Bindungen. Dies ist die Ursache für den zuvor erwähnten größeren Bindungsabstand von Co-C relativ zu Fe-C in Ferrocen. Viele Cobaltocen-Reaktionen können auf den Verlust dieses zusätzlichen Elektrons zurückgeführt werden. Dabei entsteht eine 18-Elektronen-Verbindung, das Cobaltocenium-Kation. Ein Beispiel ist das die Ermäßigung mit di-jew:

${displaystyle mathrm {2 Co(C_{5}H_{5})_{2} I_{2} longrightarrow 2 [Co(C_{5}H_{5})_{2}]^{ } 2 I^{ -}} }$

Die Verbindung in anderen Bereichen klar verwandt, Rhodocen, kommt nicht als Monomer vor: es bildet sich spontan dimere über eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung zwischen zwei Cyclopentadienylringen.

Bemerkungen

Redox-Eigenschaften

Kobaltocen ist ein weit verbreitetes Labor Ein-Elektronen-Reduzierer.^[5] Die Eigenschaften von Cobaltocen in Redoxreaktionen sind sogar so einheitlich, dass es so ist interner Standard kann angewendet werden in Zyklovoltametrie. Die analoge Verbindung, bei der alle Wasserstoffatome im Cobaltocen durch Methylgruppen ersetzt sind, Decamethylcobaltocen, ist ein sehr starker Reduzierstück. Beide Stoffe sind Beispiele für die - wenn auch kleine - Gruppe von Reduktionsmitteln, die gut löslich sind in unpolare Lösungsmittel. Das Redoxpotentiale (unter Verwendung des Ferrocen-/Ferrocenium-Ions als Standard) sind unten aufgeführt.

Redoxpotentiale (mit Ferrocen/Ferrocenium als Standard)

halbe Reaktion	E° (V) im Vergleich zu Ferrocen	Halbreaktionsfreies Metall	E° (V) im Vergleich zu SWEE
${displaystyle mathrm {Fe(C_{5}H_{5})_{2}^{ } e^{-} Linksharpunen Fe(C_{5}H_{5})_{2}} }$	0,000	${displaystyle mathrm {Fe^{3} e^{-} ightleftharpoons Fe^{2 }} }$	0,77[6]
${displaystyle mathrm {Fe(C_{5}Me_{5})_{2}^{ } e^{-} Linksharpunen Fe(C_{5}Me_{5})_{2}} }$	−0,59
${displaystyle mathrm {Co(C_{5}H_{5})_{2}^{ } e^{-} ightleftharpoons Co(C_{5}H_{5})_{2}} }$	−1,33	${displaystyle mathrm {Co^{3} e^{-} ightleftharpoons Co^{2 }} }$	1,82[6]
${displaystyle mathrm {Co(C_{5}Me_{5})_{2}^{ } e^{-} ightleftharpoons Co(C_{5}Me_{5})_{2}} }$	−1,94

Aus den Daten kann geschlossen werden, dass der Übergang der Cyclopentadienylliganden zum Permethylanalogon das Redoxpotential um etwa 600 by erhöht mV senkt. Die Wirkung des anderen Zentralatoms ist jedoch viel größer, nämlich 1300 mV. Außerdem ist dieser Effekt umgekehrt, als man anhand der E°-Werte der freien Ionen erwarten würde: Dort erhöht sich der Wert um 1050 mV. Die Wirkung der 18-Elektronen-Regel ist hier deutlich sichtbar.

Carbonylierung

Cobaltocen reagiert mit Kohlenmonoxid unter der Gründung der Carbonylkomplex, einen Cyclopentadienylring ablehnend: Co(C₅huh₅)(CO)₂. Formal ist eine Kobalt(I)-Verbindung entstanden.^[2]