TD Chap C
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Chap C : Complexes Exercice 1 : Donner la charge des ligands CO, Cl, PR3, H, H2, CN, I, CH3, COCH3, O, NR3, C2H4, C6H6, C5H5 dans le modèle ionique. Exercice 2 : remplir le tableau suivant : Complexe Nv(M) no(M) nL Nbre d’e- Configuration n d [Fe(CO)5] [Ir(Cl)(CO)(PPh3)2] + [Mn(CO)6] 3− [Ni(CN)5] 2− [Zn(Cl)4] [V(Cl)4] 6 [Cr(CO)3(η -C6H6)] 5 [Fe(η -C5H5)2] 5 + [Zr(η -C5H5)2(CH3)] [Ti(Cl)3(CH3)(PR3)2] [Ir(Cl)(H)2(PR3)2] 2+ [Ni(H2O)6] Indiquer les complexes stables. Ph3P Pd CH3 CH3 5) insertion : H H L Rh M L 2. Comment expliquer le changement de coordination η η d’un des ligands lorsqu’on passe du complexe du chrome à celui du ruthénium? 3. En utilisant le même argument, prévoir l’hapticité x d’un ligand cyclopentadiényle dans les complexes suivants : 6 PC 5 Exercice 5 : Donner les produits des étapes suivantes 1) AO : Pd(NH3)2 + Ph-I 2) Complexation : Rh(Cl)(PPh3)2+ H2 3) AO : Rh(Cl)(PPh3)2 + H2 4) ER : PPh3 4 M 1 3 x a) [Mn(CO)3(η -C5H5)] ; 5 x b) [W(CO)2(η -C5H5)(η -C5H5)] ; 5 x c) [Fe(CO)2(η -C5H5)(η -C5H5)]. M Exercice 4 : Les métaux carbonyles M(CO)x sont stables pour M = Cr, Fe et Ni et instables pour M = Mn et Co. Pourquoi ? déterminer x pour les complexes stables. Exercice 3 : 1. Donner le nombre d’oxydation du métal no(M), la configuration n 6 électronique d et le nombre total d’électrons pour les complexes [Cr(η 6 4 C6H6)2] et [Ru(η -C6H6)(η -C6H6)]. 6 M M 4 Page 1 sur 3 Cl Exercice 6 : 1) Selon que l’on est en champ fort ou champ faible, il existe deux configurations électroniques possibles pour un complexe octaédrique de fer(II) à l’état fondamental : les donner en indiquant : Chap C : Complexes Préciser pour chacune des deux configurations électroniques : son nombre d'électrons non appariés son énergie totale en fonction de Δo et de P (énergie d’appariement) ses propriétés magnétiques (paramagnétique ou diamagnétique). 2+ 42) Application aux complexes Fe(H2O)6 et Fe(CN)6 . Préciser pour ces deux complexes : quelle est la configuration la plus stable Le ligand H2O est-il est un ligand à champ fort ou à champ faible ? Même question pour CN . Ceci est-il cohérent avec les effets π donneur ou accepteur des ligands. 2+ -1 -1 Pour l’ion Fe : P = 229 kJ mol ; Δo(H2O) = 120 kJ mol ; Δo(CN ) = 395 -1 kJ mol . Exercice 7 : étude du ligand H2 Le premier complexe utilisant le dihydrogène comme ligand a été isolé par Kubas en 1984. Sa structure, déterminée par diffraction des rayons X, est la suivante : CO z PR3 OC y W x CO R3P H H , avec R=isopropyl liaison longueur (pm) H-H (gaz) 74 H-H (dans le complexe) 84 W-H (dans le complexe) 175 On peut envisager deux modes de fixation de H2 sur un métal : M H H complexe dihydruro 1. Comment les données expérimentales permettent-elles de justifier le mode de fixation de H2 ? PC De même, l'orbitale 2σ* peut interagir avec une orbitale d xy, dyz ou dxz métal. 5. Identifier cette OA. S'agit-il de rétrodonation ou de donation dans cas-la ? 6. Proposer un schéma de cette interaction. Quelle est la nature recouvrement ? 7. Comment expliquer l'augmentation de la longueur de la liaison H-H H2(gaz) à H2(complexe) ? Page 2 sur 3 du ce du de Exercice 8 : étude du ligand CO Afin de caractériser la force de la rétrodonation du métal sur le ligand CO, on mesure par infrarouge le nombre d’onde associé à la vibration de la liaison CO. On trouve les résultats suivants : + 2Mn(CO)6 Cr(CO)6 V(CO)6 Ti(CO)6 -1 σ(CO) cm 2090 2000 1860 1750 1) Expliquer les différents types de liaison MC et CO selon que la rétrodonation sera faible ou forte 2) Quel effet sur σ(CO) donne une forte rétrodonation 3) Donner une interprétation aux résultats expérimentaux. Exercice 9 : étude d’un cycle M H H complexe dihydrogene On étudie le dihydrogène comme ligand. 2. Rappeler le diagramme d’OM de H2. On appellera 1σ l’OM la plus basse et 2σ* la plus haute. 3. L'orbitale 1σ caractérise-t-elle le caractère donneur ou accepteur du ligand ? 4. Avec quelle orbitale d du métal cette orbitale moléculaire du ligand peutelle interagir ? Proposer un schéma d'interaction (représenter les deux orbitales obtenues) et conclure sur la nature σ ou π du recouvrement.Le système d’axe est fourni en début d’énoncé. On donne le cycle catalytique ci-dessous. 1. Pour chacun des complexes du cycle vérifier la règle des 16/18 e-. 2. Nommer alors chaque étape du cycle. 3. donner le bilan de cette réaction. Chap C : Complexes PC Page 3 sur 3