exp 2. Synthesis of Metal Acetylacetonates

소개

Tris(2,4-pentanedionato)manganese(Ⅲ)와 Tris(2,4-pentanedionato)chromium(Ⅲ)를 합성해본 실험의 레포트입니다.

목차

Part A : Preparation of Tris(2,4-pentanedionato)chromium(Ⅲ)
1. Purpose
2. Reagent
3. Theory on the Reaction
4. Required Equipment
5. Experiment procedure

Part B : Preparation of Tris(2,4-pentanedionato)manganese(Ⅲ)
1. Reagent
2. Theory on the Reaction
3. Required Equipment
4. Experimental Procedure

Exp 2. Synthesis of Metal Acetylacetonates

Reference

본문내용

Exp 2. Synthesis of Metal Acetylacetonates

Part A : Preparation of Tris(2,4-pentanedionato)chromium(Ⅲ)

Inorganic chemistry lab. manual
1. Purpose
Chelate 화합물 중 대표적인 acetylacetonate complex를 실험을 통해서 직접 합성해보고, 이것을 통해서 결정장 안정화 에너지와 coordination chemistry에 대해서 이해해보도록 한다. 아울러 acetylacetonate의 공명 구조에 대해서도 이해한다.

2. Reagent

(1)Chromium(Ⅲ) chloride hexahydrate : 비가연성이고 안정한 물질이지만 잠깐의 피부 노출에도 큰 상처를 남긴다.
(2)2,4-Pentanedione : 피부에 노출되면 부상을 당할 수 있다. 급격하게 가열하면 폭발할 위험이 있으니 가열하는데 조심해야한다. 물과 반응하지 않으며 상당히 안정하다.
(3)Urea: 흡입하거나 삼킬시 유해하며, 피부에 노출되면 가려움을 유발한다. 가연성은 없다.

3. Theory on the Reaction
(1) Acetylacetonate의 공명(resonance) 구조

acetylacetonate는 그림의 왼쪽위 와 같은 공명 구조를 갖는다. 이러한 공명구조는 수소의 전이에 따라서 acetylacetonate가 keto형태와 enol형태의 평형을 갖도록 만든다.
(2) 4,5,6주기 transition metal(TM)의 d전자 개수
(3)Procedure 관련 화학 반응식 조사


(4)결정장 안정화 에너지(crystal field stabilization energy, △)
리간드가 금속이온에 접근하면, 리간드의 전자구름과 금속이온의 오비탈이 서로 상호작용하여 금속이온 5개의 오비탈의 에너지 준위에 변화가 생기게 된다. 일반적인 6면체 배위 착화합물의 경우 () 오비탈이 () 오비탈보다 더 높은 에너지 준위를 갖게 된다. 이때 오비탈과 오비탈의 에너지 차이를 라고 표현한다.
그런데 우리는 이렇게 갈라진 에너지 준위의 평균을 생각해 볼 수 있다. 이를 평균장이라고 부르는데, 다섯 개의 오비탈이 원래의 준위보다 높은 준위에서 축퇴되어 있는 형태라고 생각하면 된다. 이 때 에너지 준위는 평균장 준위로 부터 만큼 위에 위치하고, 는 평균장으로 부터 만큼 아래에 위치한다.
위의 사실을 이용하면, 오비탈과 오비탈에 전자가 들어갔을 경우와 평균장 오비탈에 전자가 들어갔을 때와의 차이를 구할 수 있는데, 이 차이를 결정장 안정화 에너지라고 부른다. 예를 들어 오비탈에 전자가 3개 들어가고, 오비탈에 전자가 1개 들어갔을 경우 가 결정장 안정화 에너지가 된다.

참고자료

· Irina Diaz-Acosta et. al., 「Calculated and Experimental Geometries and Infrared Spectra of Metal Tris-Acetylacetonates: Vibrational Spectroscopy as a Probe of Molecular Structure for Ionic Complexes. Part I」 , J. Phys. Chem. A 2001, 105, 238-244
· Irina Diaz-Acosta et. al., 「Calculated and Experimental Geometries and Infrared Spectra of Metal Tris-Acetylacetonates: Vibrational Spectroscopy as a Probe of Molecular Structure for Ionic Complexes. Part II」 , Spectrochimica Acta Part A 59 (2003) 363-377
· D.W. Barnum, 「ELECTRONIC ABSORPTION SPECTRA OF ACETYLACETONATO
· COMPLEXES-I COMPLEXES WITH TRIVALENT TRANSITION METAL IONS」, J. Inorg. Nucl. Chem.. 1961. Vol. 21, pp. 221-237.
· D.W. Barnum, 「ELECTRONIC ABSORPTION SPECTRA OF ACETYLACETONATO
· COMPLEXES-II COMPLEXES WITH TRIVALENT TRANSITION METAL IONS」, J. Inorg. Nucl. Chem., 1961, Vol. 22, pp. 183-191