تحقيق نظري للارتباط الكيميائي لعنقود ثلاثي النوى غير متجانس يحتوي على الإيريديوم والروثينيوم: [(Cp * Ir) (Cp Ru)2 (μ3-H) (μ-H)3] من خلال نهج QTAIM

محتوى المقالة الرئيسي

Ahlam Hussein Hassan
Muhsen Abood Muhsen Al-Ibadi
https://orcid.org/0009-0006-5882-7483

الملخص

    تم حساب وتفسيرالعديد من المعلمات الطوبولوجية الموقعية والمتكاملة لكثافة الإلكترون لتفاعلات ترابط المعادن مع المعدن والروابط المعدنية المهمة في المركب العنقودي رباعي النوى رباعي هيدريدو


 [(Cp* Ir) (Cp Ru)23-H) (μ-H)3]1 (Cp = η5 -C5Me5), (Cp* = η5 -C5Me4Et)


 تم حسابها وتفسيرها بأستخدام نظرية الكم للذرات في الجزيئات (QTAIM). تمت مقارنة خصائص النقاط الحرجة للاواصر مثل مؤشرات إلغاء تحديد موقع الرابطة δ(A, B)، كثافة الإلكترون ρ(r) ، كثافة الطاقة الحركية الموقعية G(r)، Laplacian لكثافة الإلكترون 2ρ(r) ، كثافة الطاقة الموقعية H(r) ، وكثافة الطاقة الكامنة الموقعية V(r) والإهليلجيه ε(r) مع البيانات من دراسات الانظمة العضوية المعدنية السابقة. أصبحت مقارنة العمليات الطوبولوجية لتفاعلات (ذرة مع ذرة) المختلفة ممكنة بفضل هذه النتائج. ، تُظهر الحسابات في قلب مجموعة رباعي هيدريدو غير المتجانسة في الجزء Ru2IrH4 عدم وجود أي نقاط حرجة للاواصر (BCP) أو لمسارات اصرة متطابقة (BPs) بين Ru-Ru و Ru-Ir. وتم تحديد توزيع كثافات الإلكترون من خلال موضع تجسير ذرات هيدريد المنسقة مع Ru-Ru و Ru-Ir ، وهذا له تأثير كبير على تكوين الاواصر بين ذرات المعدن الانتقالي. من ناحية أخرى ، تؤكد النتائج أن الكتلة قيد الدراسة تحتوي على تفاعل ترابط 7c–11e غير محدد على M3H4 ، كما هو موضح في حسابات مؤشر إلغاء تحديد الموقع غير المهملة. وتظهر القيم الصغيرة لكثافة الإلكترون ρ(b) فوق الصفر، جنبًا إلى جنب مع القيم الصغيرة ، مرة أخرى فوق الصفر، لـ Laplacian 2ρ(b) والقيم الإيجابية الصغيرة لكثافة الطاقة الإجمالية H(b)، بواسطة روابط Ru-H و Ir-H في هذا المركب العنقودي نموذجا لتفاعلات الغلاف المفتوح أيضًا، تتشابه البيانات الطوبولوجية لتفاعلات الروابط بين ذرات المعادن Ir و Ru مع ذرات C من بروابط حلقة cyclopentadienyl Cp، وتُظهر خصائص مشابهة جدًا لتفاعلات الاغلفة المفتوحة وفق نهج حسابات  QTAIM.

تفاصيل المقالة

كيفية الاقتباس
1.
تحقيق نظري للارتباط الكيميائي لعنقود ثلاثي النوى غير متجانس يحتوي على الإيريديوم والروثينيوم: [(Cp * Ir) (Cp Ru)2 (μ3-H) (μ-H)3] من خلال نهج QTAIM. Baghdad Sci.J [انترنت]. 1 يناير، 2024 [وثق 13 مايو، 2024];21(1):0107. موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/7945
القسم
article

كيفية الاقتباس

1.
تحقيق نظري للارتباط الكيميائي لعنقود ثلاثي النوى غير متجانس يحتوي على الإيريديوم والروثينيوم: [(Cp * Ir) (Cp Ru)2 (μ3-H) (μ-H)3] من خلال نهج QTAIM. Baghdad Sci.J [انترنت]. 1 يناير، 2024 [وثق 13 مايو، 2024];21(1):0107. موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/7945

المراجع

Zhang X. Computational insights into organic and organometallic catalysis. University of Oxford. 2019. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.799939.

Chipman JA, Berry JF. Paramagnetic Metal–Metal bonded heterometallic complexes. Chem Rev. 2020; 120(5): 2409–2447; https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00540.

Muhsen Al-Ibadi MA, Taha A, Hasan Duraid AH, Alkanabi T. A theoretical investigation on chemical bonding of the bridged hydride triruthenium cluster: [Ru3 (μ-H)(μ3-κ2-hamphox-N,N)(CO)9]. Baghdad Sci J. 2020; 17(2): 488-93. https://doi.org/10.21123/bsj.2020.17.2.0488

Chikamori H, Tahara A, Takao T. Transformation of a μ3-Benzyne ligand into phenol on a cationic triruthenium cluster supported by a μ3-Sulfido ligand. Organometallics. 2018; 38(2): 527-35. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.8b00832

Takao T, Suzuki H, Shimogawa R. Syntheses and properties of triruthenium polyhydrido complexes composed of 1,2,4-tri-tert-butylcyclopentadienyl and p-Cymene ruthenium units. Organometallics. 2021; 40(9): 1303-13. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.1c00094

Daniels C, Gi E, Atterberry B, Blome-Fernández R, Rossini A, Vela J. Phosphine ligand binding and catalytic activity of group 10–14 heterobimetallic complexes. Inorg Chem. 2022; 61(18): 6888-97. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c00229

AL-Nafee, M. Metal-Metal bonding in poly-metallic systems. PhD thesis, University of Oxford, 2019. https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:95f6c115-e1de-40b3-8f0b-eb6ce93e78b0

Al-Ibadi MAM, Alkurbasy NE, Alhimidi SRH. The topological classification of the bonding in[(Cp’Ru)2 (Cp’Os)(μ3-N)2(μ-H)3] cluster. AIP Conf Proc. 2019; 2144(1): 20009. https://doi.org/10.1063/1.5123066.

Bader RFW. Atoms in molecules a quantum theory. Oxford science publications. Clarendon Press; 1900. 438p. https://books.google.iq/books?id=up1pQgAACAAJ

Al-Kirbasee NE, Alhimidi SRH, Al-Ibadi MAM. QTAIM study of the bonding in triosmium trihydride cluster [Os3(μ-H)3(μ3-É2-CC7H3(2-CH3)NS)(CO)8]. Baghdad Sci J. 2021; 18(4): 1279-85. https://doi.org/10.21123/BSJ.2021.18.4.1279.

Rampino S. Chemistry at the Frontier with Physics and Computer Science. Elsevier; 2022. Chap 14, The atom and the bond; p. 151-66. https://doi.org/10.1016/b978-0-32-390865-8.00024-6

Wen L, Li G, Yang LM, Pan H, Ganz E. The structures, electronic properties, and chemical bonding of binary alloy boron–aluminum clusters series B4Aln0/−/+ (n = 1–5). Mater Today Commun. 2020; 24(1): 100914. https://doi.org/10.1016/J.MTCOMM.2020.100914

Cheng X, Lei A, Mei TS, Xu HC, Xu K, Zeng C. Recent applications of homogeneous catalysis in electrochemical organic synthesis. CCS Chem. 2022; 4(4): 1120-52. https://doi.org/10.31635/ccschem.021.202101451.

Malloum A, Conradie J. QTAIM analysis dataset for non-covalent interactions in furan clusters. Data Br. 2022; 40(1): 107766. https://doi.org/10.1016/j.dib.2021.107766

van der Maelen JF, Ceroni M, Ruiz J. The X-ray constrained wavefunction of the [Mn(CO)4{(C6H5)2P-S-C(Br2)-P(C6H5)2}]Br complex: A theoretical and experimental study of dihalogen bonds and other noncovalent interactions Acta Crystallogr B Struct Sci Cryst Eng Mater. 2020; 76(5): 802-814. https://doi.org/10.1107/S2052520620009889

Attia AS, Alfallous KA, El-Shahat MF. A novel quinoxalinedione-bicapped tri-ruthenium carbonyl cluster [Ru3(μ-H)2(CO)6(μ3-HDCQX)2]: synthesis, characterization, anticancer activity and theoretical investigation of Ru–Ru and Ru–Ligand bonding interactions Polyhedron. 2021; 193(1): 114889. https://doi.org/10.1016/j.poly.2020.114889

Shima T, Sugimura Y, Suzuki H. Heterometallic trinuclear polyhydrido complexes containing ruthenium and a group 9 metal, [Cp*3Ru2M(μ3-H)(μ-H)3] (M = Ir or Rh; Cp* = η5-C5Me5): Synthesis, structure, and site selectivity in reactions with phosphines. Organometallics. 2009; 28(3): 871–881. https://doi.org/10.1021/om8010432.

Frisch MJ, Trucks GW, Schlegel HB, Scuseria GE, Robb MA, Cheeseman JR, et al. Gaussian 09, program, Revision A.02. Gaussian, Inc. Wallingford 2016. https://gaussian.com/g09citation/

Hirva P, Haukka M, Jakonen M, Moreno MA. DFT tests for group 8 transition metal carbonyl complexes. J Mol Model. 2008; 14(3): 171-81.

Alhimidi SRH, Al-Ibadi MAM, Hasan AH, Taha A. The QTAIM approach to chemical bonding in triruthenium carbonyl cluster:[Ru3 (μ-H)(μ3-κ2-Haminox-N, N)(CO) 9]. J Phys. 2018; 1032(1): 12068.

Biegler-König F, Schönbohm J. AIM2000. J Comput Chem. 2002; 22(1): 545-559. https://doi.org/10.1002/1096-987X(20010415)22:5<545::AID-JCC1027>3.0.CO;2-Y.

Huzinaga S, Klobukowski M. Well-tempered Gaussian basis sets for the calculation of matrix Hartree-Fock wavefunctions. Chem Phys Lett. 1993; 212(3–4): 260–264. https://doi.org/10.1016/0009-2614(93)89323-A.

Al-Ibadi MAM, Oraibi DT, Hasan AH. The ruthenium-ruthenium bonding in bridged ligand system: QTAIM study of [Ru3(μ3-κ2-MeimCh) (μ-CO) (CO)9] complex. AIP Conf Proc. 2019; 2144(1): 20008. https://doi.org/10.1063/1.5123065

Adamo C, Barone V. Toward reliable density functional methods without adjustable parameters: The PBE0 model. J Chem Phys. 1999; 110(13): 6158.

Yang X, Chin RM, Hall MB. Protonating metal-metal bonds: Changing the metal-metal interaction from bonding, to nonbonding, and to antibonding. Polyhedron. 2022; 212(1): 115585. https://doi.org/10.1016/j.poly.2021.115585.

Cesari C, Bortoluzzi M, Forti F, Gubbels L, Femoni C, Iapalucci MC, et al. 2-D molecular alloy Ru–M (M = Cu, Ag, and Au) carbonyl clusters: synthesis, molecular structure, catalysis, and computational studies. Inorg Chem Published online September. 2022; 61(37): 14726–14741. https://doi.org/10.1021/ACS.INORGCHEM.2C02099

Ruiz J, Sol D, Garciá L, Mateo MA, Vivanco M, Van Der Maelen JF. Generation and tunable cyclization of formamidinate ligands in carbonyl complexes of Mn(I): An experimental and theoretical study. Organometallics. 2019; 38(4): 916–925. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.8b00898

Flierler U, Burzler M, Leusser D, Henn J, Ott H, Braunschweig H, et al. Electron-density investigation of Metal–Metal bonding in the dinuclear “Borylene” complex [Cp(CO)2Mn2(μ-BtBu)]. Angew Chem Int Ed Engl. 2008; 47(23): 4321–4325. https://doi.org/10.1002/anie.200705257.

Overgaard J, Clausen HF, Platts JA, Iversen BB. Experimental and theoretical charge density study of chemical bonding in a Co dimer complex. J Am Chem Soc. 2008; 130(12): 3834-43.

Domagała M, Lutyńska A, Palusiak M. Extremely Strong Halogen Bond. The Case of a Double-Charge-Assisted Halogen Bridge. J Phys Chem A. 2018; 122(24): 5484-92. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.8b03735.

Prasad Kuntar S, Ghosh A, K. Ghanty T. Superstrong chemical bonding of noble gases with oxidoboron (BO+) and sulfidoboron (BS+). J Phys Chem A. 2022; 126(43): 7888–7900. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.2c05554.

Korabel’nikov D V, Zhuravlev YN. The nature of the chemical bond in oxyanionic crystals based on QTAIM topological analysis of electron densities. RSC Adv. 2019; 9(21): 12020-12033. https://doi.org/10.1039/c9ra01403a.

Anil Kumar GN, Shruthi DL. The nature of the chemical bond in sodium tungstate based on ab initio, DFT and QTAIM topological analysis of electron density. Mater Today Proc Elsevier. 2021; 44(8): 3127-32. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.810.

van der Maelen JF, Brugos J, García-Álvarez P, Cabeza JA. Two octahedral σ-borane metal (MnI and RuII) complexes containing a tripod κ3N,H,H-ligand: Synthesis, structural characterization, and theoretical topological study of the charge density. J Mol Struct. 2020; 1201(127217): 127217. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2019.127217.

F. Van der Maelen J. Topological analysis of the electron density in the carbonyl complexes M(CO)8 (M = Ca, Sr, Ba). Organometallics. 2019; 39(1): 132-41. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.9b00699.

Gadre SR, Suresh CH, Mohan N, Kuznetsov ML. Molecules electrostatic potential topology for probing molecular structure bonding and reactivity. Molecules. 2021; 26(11): 3289. https://doi.org/10.3390/molecules26113289.

Van der Maelen JF, Cabeza JA. A topological analysis of the bonding in [M2(CO)10] and [M3(μ-H)3(CO)12] complexes (M = Mn, Tc, Re). Theor Chem Acc. 2016; 135(3): 1-11. https://doi.org/10.1007/s00214-016-1821-0.

Maelen JF van der, García-granda S, Cabeza JA. Theoretical topological analysis of the electron density in a series of triosmium carbonyl clusters: [Os3(CO)12], [Os3(μ-H)2(CO)10], [Os3(μ-H)(μ-OH)(CO)10] and [Os3(μ-H)(μ-Cl)(CO)10]. Comput Theor Chem. 2011; 968(1-3): 55-63. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2011.05.003.

Feliz M, Llusar R, Andrés J, Berski S, Silvi B. Topological analysis of the bonds in incomplete cuboidal [Mo 3 S 4] clusters. New J Chem. 2002; 26(7): 844-50.

Nishide T, Hayashi S. Intrinsic dynamic and static nature of π···π interactions in fused benzene-type helicenes and dimers, elucidated with QTAIM dual functional analysis. J Nanomater. 2022; 12(3): 321. https://doi.org/10.3390/NANO12030321.

Van der Maelen JF, Gutiérrez-Puebla E, Monge A, García-Granda S, Resa I, Carmona E, et al. Experimental and theoretical characterization of the Zn—Zn bond in [Zn2 (η5-C5Me5) 2]. Acta Crystallogr B. 2007; 63(6): 862-8.

Helal SR, Al-Ibadi MAM, Hasan AH, Taha A. The QTAIM approach to chemical bonding in triruthenium carbonyl cluster: [Ru3 (μ-H)(μ 3-κ 2-Haminox-N,N)(CO)9]. J Phys Conf Ser. 2018; 1032(1): 12068. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1032/1/012068.

Isaac C, Wilson C, Burnage A, Miloserdov M, Mahon M, Macgregor S, et al. Experimental and computational studies of ruthenium complexes bearing Z-Acceptor Aluminum-Based phosphine pincer ligands. Inorg Chem. 2022; 61(50): 20690–20698. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c03665.

Bartashevich E v, Mukhitdinova SE, Tsirelson VG. Bond orders and electron delocalization indices for S–N, S–C and S–S bonds in 1,2,3-dithiazole systems. Mendeleev Commun. 2021; 31(5): 680-3. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2021.09.029.

Cabeza JA, Van Der Maelen JF, Garcia-Granda S. Topological analysis of the electron density in the N-heterocyclic carbene triruthenium cluster [Ru3(μ-H)2(μ3- MeImCH)(CO)9] (Me2im = l,3-dimethylimidazol-2-ylidene). Organometallics. 2009; 28(13): 3666-72. https://doi.org/10.1021/om9000617.

Al-Ibadi MAM, Kzar KO. Theoretical study of Fe-Fe bonding in a series of iron carbonyl clusters [(µ-H)2Fe3(CO)9(µ3-As)Mn(CO)5], [Et4N] [(µ-H)2Fe3(CO)9(µ3-As)Fe(CO)4] and [Et4N][HAs{Fe2(CO)6(µ-CO) (µ-H)}{Fe(CO)4}] by QTAIM perspective. Egypt J Chem. 2020; 63(8): 2911-20. https://doi.org/10.21608/ejchem.2020.21235.2267.

Macchi P, Donghi D, Sironi A. The electron density of bridging hydrides observed via experimental and theoretical investigations on [Cr2(μ2-H)(Co) 10]-. J Am Chem Soc. 2005; 127(47): 16494-504. https://doi.org/10.1021/ja055308a

المؤلفات المشابهة

يمكنك أيضاً إبدأ بحثاً متقدماً عن المشابهات لهذا المؤلَّف.