miniaturadeimagen|El óxido de renio (VII), Re2O7, es un compuesto de renio Los compuestos de renio son compuestos formados por el metal de transición renio (Re). El renio puede formarse en muchos estados de oxidación, y se conocen compuestos para todos los estados de oxidación, desde −3 hasta +7, excepto −2, aunque los estados de oxidación +7, +4 y +3 son los más comunes. El renio se encuentra comercialmente más disponible en sales de perrenato, incluyendo los perrenatos de sodio y amonio . Estos son compuestos blancos e hidrosolubles.Glemser, O. (1963) "Ammonium Perrhenate" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed., G. Brauer (ed.), Academic Press, NY., Vol. 1, pp. 1476–85. El anión tetratioperrenato [ReS4]− es posible.
Calcogenuros
Óxidos derecha|miniaturadeimagen|278x278px|El óxido de renio (VI) tiene una apariencia similar a la del cobre. El óxido de renio (IV) (o dióxido de renio) es un óxido de renio, con la fórmula ReO2. Este sólido cristalino, de color gris a negro, es un reactivo de laboratorio que puede utilizarse como catalizador. Adopta la estructura del rutilo. Se forma por comproporción:G. Glemser "Rhenium (IV) Oxide" Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1480.
2 Re2O7 + 3 Re → 7 ReO2
Los monocristales se obtienen por transporte químico, utilizando yodo como agente transportador. A altas temperaturas, sufre desproporción. Forma perrenatos con peróxido de hidrógeno alcalino y ácidos oxidantes. En hidróxido de sodio fundido, forma renato de sodio.G. Glemser "Sodium Rhenate (IV)" Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1483.
El óxido de renio (VI), o trióxido de renio, es otro óxido de renio. Es el único trióxido estable del grupo 7. Tiene una apariencia similar a la del cobre. Se puede formar reduciendo el óxido de renio (VII) con monóxido de carbono a 200 °C o renio elemental a 400 °C. H. Nechamkin, C. F. Hiskey, "Rhenium(VI): Oxide (Rhenium Trioxide)" Inorganic Syntheses, 1950 Volume 3, pp. 186-188. El Re2O7 también se puede reducir con dioxano.G. Glemser "Rhenium (VI) Oxide" Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 2. p. 1482. El trióxido de renio cristaliza con una celda unitaria cúbica primitiva, con un parámetro reticular de 3,742 Å (374,2 pm). La estructura del ReO3 es similar a la de la perovskita (ABO3), sin el gran catión A en el centro de la celda unitaria. Cada centro de renio está rodeado por un octaedro definido por seis centros de oxígeno. Estos octaedros comparten vértices para formar la estructura tridimensional. El número de coordinación del O es 2, porque cada átomo de oxígeno tiene dos átomos de Re vecinos. El óxido de renio(VII), o heptóxido de renio, es otro óxido de renio. Es la forma anhídrida del ácido perrénico y la materia prima de todos los compuestos de renio. El Re2O7 sólido consta de centros octaédricos y tetraédricos de Re alternados. Al calentarse, el polímero se agrieta para producir Re2O7 molecular (no polimérico). Esta especie molecular se asemeja mucho al heptóxido de manganeso, que consiste en un par de tetraedros de ReO3 que comparten un vértice, es decir, O3Re–O–ReO3.Wells, A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. .
Otros calcogenuros El disulfuro de renio es un sulfuro con la fórmula ReS2. Presenta una estructura en capas donde los átomos están fuertemente unidos entre sí. Las capas se mantienen unidas mediante enlaces de Van der Waals débiles y se desprenden fácilmente del material en masa. Es un dicalcogenuro de metal de transición (TMD) bidimensional (2D) del grupo VII. El ReS2 se aisló por primera vez en monocapas de tan solo una celda unitaria de espesor en 2014. El ReS2 se encuentra en la naturaleza como el mineral reniita. Se puede sintetizar a partir de la reacción entre el renio y el azufre a 1000 °C, o la descomposición del sulfuro de renio (VII) a 1100 °C:
Re + 2 S → ReS2 Re2S7 → 2ReS2 + 3S
El diseleniuro de renio (ReSe2) también tiene una estructura en capas, aunque, a diferencia de los otros dicalcogenuros, el ditelururo de renio no la tiene. Además, el renio también forma un heptóxido, que puede producirse por la reacción directa de esos elementos, o a través de la reacción de ReO4− y H2S en HCl 4N.
Perrenatos derecha|miniaturadeimagen|Muestra de perrenato de sodio, NaReO4 El ion perrenato es el anión con la fórmula ¯, o un compuesto que contenga este ion. El anión perrenato es tetraédrico, similar en tamaño y forma al perclorato, y su valencia es isoelectrónica al permanganato. El anión perrenato es estable en un amplio rango de pH y puede precipitarse de soluciones mediante el uso de cationes orgánicos. A pH normal, el perrenato existe como metaperrenato (¯), pero a pH alto, existe como mesoperrenato (3¯). El perrenato, al igual que su ácido conjugado, el ácido perrénico, presenta renio en estado de oxidación +7 con configuración d0. Las sales sólidas de perrenato adquieren el color del catión. Estas sales se preparan mediante la oxidación de compuestos de renio con ácido nítrico, seguida de la neutralización del ácido perrénico resultante.O. Glemser "Rhenium" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1476-85. La adición de cloruro de tetrabutilamonio a soluciones acuosas de perrenato de sodio produce perrenato de tetrabutilamonio, soluble en disolventes orgánicos.
Haluros El renio puede formar al menos cuatro fluoruros, de los cuales el heptafluoruro de renio es el más común. Este es el único heptafluoruro metálico térmicamente estable. Tiene una estructura bipiramidal pentagonal similar al Heptafluoruro de yodo(IF2), y puede prepararse mediante la reacción directa de los elementos a 400 °C. Combinando esto con metal renio adicional a una temperatura de 300 °C en un recipiente a presión produciría hexafluoruro de renio. Es uno de los diecisiete hexafluoruros binarios conocidos. Ambos fluoruros tienen un punto de fusión muy bajo. Además, el renio también forma un pentafluoruro, que forma cristales de color verde amarillento, y un tetrafluoruro, que forma cristales azules.
Los cloruros de renio más comunes son ReCl6, ReCl5, ReCl4, y ReCl3. A diferencia del flúor, el cloro no puede oxidar el renio más allá de +V; el hexacloruro se obtiene a partir del hexafluoruro y el heptacloruro es completamente desconocido. El cloruro de renio(III), ReCl3 o a veces escrito como Re3Cl9, es un sólido higroscópico de color rojo oscuro, preparado a partir de cloruro de renio(V) e insoluble en disolventes ordinarios. Históricamente, el tricloruro es uno de los primeros compuestos de agrupación con enlaces múltiples metal-metal reconocibles. De hecho, todos los cloruros presentan un extenso enlace Re-Re, que parece característico del renio en estados de oxidación inferiores a VII. Las sales de [Re2Cl8]2− presentan un enlace metal-metal cuádruple . Los enlaces metal-metal y los antienlaces se encuentran cerca del nivel de Fermi en muchos complejos de clorrenato dinuclear; se conocen derivados oxidados y reducidos con menor orden de enlace(algunos de ellos de valencia mixta).Cotton, F. A.; Walton, R. A. "Multiple Bonds Between Metal Atoms" Oxford (Oxford): 1993. . Ch. 2.
El bromuro de renio (III) también adopta la misma estructura y es un sólido cristalino negro brillante. Se puede obtener mediante la reacción directa entre el metal renio y el bromo a 500 °C bajo nitrógeno:
6 Re + 9 Br2 → 2 Re3Br9
El renio también forma dos yoduros, el tetrayoduro de renio, que puede reducirse a partir del ácido perrénico con yoduro de hidrógeno, y el triyoduro de renio, que se forma a partir de la descomposición de este.
Al igual que el tungsteno y el molibdeno, con los que comparte similitudes químicas, el renio forma diversos oxihaluros. Los oxicloruros son los más comunes, e incluyen ReOCl4 y ReOCl3.
Compuestos organometálicos El decacarbonilo de direnio es un punto de entrada común para otros carbonilos de renio. Los patrones generales son similares a los de los carbonilos de manganeso relacionados. Es posible reducir este dímero con amalgama de sodio a Na[Re(CO)5] con renio en el estado de oxidación formal -1. La bromación del decacarbonilo de direnio produce bromopentacarbonilrenio(I), que luego se reduce con zinc y ácido acético a pentacarbonilhidridiorenio:
Re2(CO)10 + Br2 → 2 Re(CO)5Br Re(CO)5Br + Zn + HOAc → Re(CO)5H + ZnBr(OAc)
El bromopentacarbonilrenio(I) se descarbonila fácilmente. En agua a reflujo, forma el catión triaquo:
Re(CO)5Br + 3 H2O → [Re(CO)3(H2O)3]Br + 2 CO
Con bromuro de tetraetilamonio, Re(CO)5Br reacciona para dar el tribromuro aniónico:
Re(CO)5Br + 2NEt4Br → [NEt4]2[Re(CO)3Br3] + 2 CO
derecha|miniaturadeimagen|160x160px|Estructura del trióxido de metilrenio El renio forma diversos derivados alquílicos y arílicos, a menudo con coligandos donantes de pi, como los grupos oxo. El trióxido de metilrenio ("MTO"), CH3ReO3, es un sólido volátil e incoloro, un raro ejemplo de complejo alquílico metálico estable en alto estado de oxidación. Este compuesto se ha utilizado como catalizador en algunos experimentos de laboratorio. Se puede preparar mediante diversas vías;un método típico es la reacción de Re₂O₃ y tetrametilestaño:
Re2O7 + (CH3)4Sn → CH3ReO3 + (CH3)3SnOReO3
Se conocen derivados de alquilo y arilo análogos. Aunque el PhReO3 es inestable y se descompone a −30 °C, los derivados mesitilo y 2,6-xililo con impedimento estérico correspondientes (MesReO3 y 2,6-(CH3)2C6H3ReO3) son estables a temperatura ambiente. El trióxido de 4-trifluorometilfenilrenio(4-CF3C6H4ReO3), pobre en electrones, también es relativamente estable. MTO y otros trióxidos de organilrenio catalizan reacciones de oxidación con peróxido de hidrógeno, así como la metátesis de olefinas en presencia de un activador ácido de Lewis. Los alquinos terminales producen el ácido o éster correspondiente, los alquinos internos producen dicetonas y los alquenos dan epóxidos. El MTO también cataliza la conversión de aldehídos y diazoalcanos en un alqueno.
El renio también es capaz de formar complejos con ligandos de fulereno como Re2(PMe3)4H8(η2:η2C60).
Uno de los primeros complejos de hidruro de metal de transición que se informó fue (C5H5)2ReH. Se han preparado diversos compuestos de medio sándwich a partir de (C5H5)Re(CO)3 y (C5Me5)Re(CO)3. Entre los derivados notables se incluyen el óxido de precisión electrónica (C5Me5)ReO3 y (C5H5)2Re2(CO)4.
Imágenes de compuestos de renio
Véase también
Perrenato Ácido perrénico Renio
Referencias
Categoría:Compuestos químicos por elemento Categoría:Compuestos de renio