El uranoceno, U(C₈H₈)₂, es un compuesto organouránico formado por un átomo de uranio intercalado entre dos anillos de ciclooctatetraenuro. Fue uno de los primeros compuestos organoactínidos sintetizados. Es un sólido verde sensible al aire que se disuelve en disolventes orgánicos. El uranoceno pertenece a la familia de los "actinocenos", un grupo de metalocenos que incorporan elementos de la serie de los actínidos. Es el sistema bis anuleno-metal más estudiado, aunque no se conocen aplicaciones prácticas.
Síntesis, estructura y enlaces El uranoceno fue descrito por primera vez en 1968 por el grupo de Andrew Streitwieser, cuando se preparó mediante la reacción de ciclooctatetraenuro de dipotasio y tetracloruro de uranio en THF a 0 °C: 443x443px|Synthesis of uranocene
El uranoceno es altamente reactivo frente al oxígeno, siendo pirofórico en el aire pero estable a la hidrólisis. La estructura cristalina por rayos X del uranoceno fue dilucidada por primera vez por el grupo de Ken Raymond. Considerando que la molécula es U4+(C8H82−)2, los grupos η8-ciclooctatetraenuro son planares, como se espera para un anillo que contiene 10 electrones π, y son mutuamente paralelos, formando un compuesto sándwich que contiene el átomo de uranio. En estado sólido, los anillos están eclipsados, confiriendo simetría D8h a la molécula. En solución, los anillos rotan con una baja energía de activación.
La espectroscopia de fotoelectrones demostró que el enlace uranio-ciclooctatetraenilo se debe principalmente a la mezcla de orbitales 6d del uranio con orbitales pi del ligando y, por lo tanto, a la donación de carga electrónica al uranio, con una interacción menor que involucra los orbitales (5f )2 del uranio. Los cálculos de la teoría electrónica concuerdan con este resultado y señalan que la interacción más débil de los orbitales 5f de capa abierta con los orbitales del ligando determina |MJ|, la magnitud del número cuántico de momento angular a lo largo del eje de simetría óctuple del estado fundamental.
Propiedades espectroscópicas El uranoceno es paramagnético. Su susceptibilidad magnética es consistente con valores de 3 o 4 para |MJ|, y el momento magnético que lo acompaña se ve afectado por el acoplamiento espín-órbita. Su espectro de RMN es consistente con un valor de |MJ| de 3. Los cálculos de teoría electrónica, desde los más simples hasta los más precisos también dan valores de |MJ| de 3 para el estado fundamental y 2 para el primer estado excitado, que corresponden a las designaciones de simetría de doble grupo de E3g y E2g para estos estados.
El color verde del uranoceno se debe a tres transiciones fuertes en su espectro visible. Además de encontrar frecuencias vibracionales, los espectros Raman indican la presencia de un estado electrónico excitado de baja energía (E2g). Sobre la base de cálculos, las transiciones visibles se asignan a transiciones principalmente de naturaleza 5f a 6d, dando lugar a los estados E2u y E3u.
Compuestos análogos Existen compuestos análogos de la forma M(C8H8)2 para M = (Nd, Tb, Yb, Th, Pa, Np, y Pu). Las extensiones incluyen el derivado estable al aire U(C8H4Ph4)2 y la especie cicloheptatrienilo [U(C7H7)2]−. En contraste, el bis(ciclooctatetraeno)hierro tiene una estructura muy diferente, con un ligando η6- y un ligando η4-C8H8.
Referencias
Categoría:Metalocenos