Neptunocène

Neptunocène
Structure tridimensionnelle du neptunocène
Identification
Nom UICPA	bis(η^8-cyclooctatétraényl) neptunium(IV)
SMILES	[Np].C1=CC=CC=CC=C1.C1=CC=CC=CC=C1 PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=FXDJOXAJBKYPFW-UHFFFAOYSA-N Std. InChIKey : 1S/2C5H5.Np/c2*1-2-4-5-3-1;/h2*1-5H;/q2*-1;+2
Propriétés chimiques
Formule	C16H16Np(η^8-C8H8)2Np
Masse molaire[1]	445 g/mol C 43,18 %, H 3,62 %, Np 53,27 %,
Précautions
Composé radioactif
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le neptunocène est un actinocène de formule chimique (η⁸-C₈H₈)₂Np. Il s'agit d'un composé sandwich formé d'un atome de neptunium à l'état d'oxydation +4 entre deux anions cyclooctatétraénure C₈H₈²⁻. Il se présente sous la forme d'un solide brun-rouge foncé qui est assez réactif au contact de l'air et prend une teinte jaune en solution dans des composés organochlorés, dans lesquels il est faiblement soluble^{[2],[3],[4],[5],[6]}.

Le neptunocène est chimiquement analogue à l'uranocène (η⁸-C₈H₈)₂U et au plutonocène (η⁸-C₈H₈)₂Pu, et ces composés présentent tous trois une réactivité chimique quasiment identique. Ils sont insensibles à l'eau et aux bases diluées, mais réagissent avec l'air et forment rapidement des oxydes^[2],[3],[4] ; tous trois sont légèrement solubles dans des solvants aromatiques ou organochlorés comme le benzène, le toluène, le tétrachlorométhane CCl₄ ou le chloroforme CHCl₃, avec une concentration de saturation d'environ 10⁻³ mol/L^{[2],[3],[5],[6]}.

Structure

La géométrie moléculaire du neptunocène a été déterminée par cristallographie aux rayons X. Les cycles cyclooctatétraénure C₈H₈²⁻ sont plans avec huit liaisons C–C équivalentes, de longueur 138,5 pm, les cycles étant parallèles dans une conformation éclipsée. La distance entre l'atome de neptunium et le centroïde de chaque cycle est de 190,9 pm et les liaisons Np–C ont pour longueur 263,0 pm^[5].

Le neptunocène cristallise dans le système monoclinique avec le groupe d'espace P2₁/n (n^o 14), isomorphe des cristaux d'uranocène et de thorocène (en), mais pas de ceux de plutonocène^[5].

Synthèse

Le neptunocène a été préparé pour la première fois en 1970 en faisant réagir du chlorure de neptunium(IV) NpCl₄ avec du cyclooctatétraénure de dipotassium K₂C₈H₈ dans l'éther diéthylique ou le tétrahydrofurane (THF) :

NpCl₄ + 2 K₂C₈H₈ ⟶ (η⁸-C₈H₈)₂Np + 4 KCl.

Les mêmes conditions de réaction ont été réproduites de manière régulière depuis lors pour la synthèse de ce composé^[4],[5].

Notes et références

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. (en) David G. Karraker, John Austin Stone, Erwin Rudolph Jones Jr. et Norman Edelstein, « Bis(cyclooctatetraenyl)neptunium(IV) and bis(cyclooctatetraenyl)plutonium(IV) », Journal of the American Chemical Society, vol. 92, n^o 16,‎ août 1970, p. 4841-4845 (DOI 10.1021/ja00719a014, lire en ligne)
3. (en) N. N. Greenwood et A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2^e  éd., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1278-1280. (ISBN 978-0-08-037941-8)
4. (en) David C. Eisenberg, Andrew Streitwieser et Wing K. Kot, « Electron transfer in organouranium and transuranium systems », Inorganic Chemistry, vol. 29, n^o 1,‎ janvier 1990, p. 10-14 (DOI 10.1021/ic00326a004, lire en ligne)
5. (en) D. J. A. De Ridder, J. Rebizant, C. Apostolidis, B. Kanellakopulos et E. Dornberger, « Bis(cyclooctatetraenyl)neptunium(IV) », Acta Crystallographica Section C, vol. 57,‎ 1996, p. 597-600 (DOI 10.1107/S0108270195013047, lire en ligne)
6. (en) Zenko Yoshida, Stephen G. Johnson, Takaumi Kimura et John R. Krsul, « Neptunium », The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, vol. 3,‎ 2006, p. 699-812 (DOI 10.1007/1-4020-3598-5_6, lire en ligne)