Sowas wie eisen trimethyl nicht warum

Eisen kommt oft als dreiwertiges Ion vor. Kann es sich eventuell mit 3 Methyl verbinden? CH3 Wenn nicht, warum?

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Gibt es sowas wie Eisen trimethyl? Wenn nicht, warum?

Die Elektronenkonfiguration von Fe ist 3d⁶ 4s². Die 8 Valenzelektronen sind also so verteilt, dass das 4s-Orbital mit 2 Elektronen besetzt ist, 4 der 5 3d-Orbitale einfach besetzt sind und ein 3d-Orbital mit 2 Elektronen. Im Oxidationszustand +III fehlen die beiden 4s-Elektronen sowie ein Elektron aus dem doppelt besetzten 3-d-Orbital. Das 4s-Orbital ist leer und alle 5 3d-Orbitale sind nun halb-besetzt. Damit wird ein bevorzugter Energiezustand - warum auch immer - erreicht. Fe³⁺ ist also ein bevorzugter Oxidationszustand für Fe.
Würden nun 3 Elektronen, egal ob aus dem 4s- oder den 3d-Orbitalen für kovalente Fe-C-Bindungen eingesetzt, verbliebe ein energetisch ungünstiger Zustand durch asymetrische Besetzung der Orbitale. Stattdessen ist es bei den Übergangsmetallen eher die Regel, dass sich die Elemente an den Elektronen von Reaktionspartnern bedienen, um als Komplexe ihre d-Orbitale zu füllen. Beispielsweise am Sauerstoff des Wassers.
Oder Beispiel FeCO₅ : Mit insgesamt 18 Elektronen werden folgende Orbitale gefüllt: 3d¹⁰, 4s² und 4d⁶. 8 Valenzelektronen bringt das Fe⁰ mit und 2 jedes der 5 CO.
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Komplexverbindungen des Eisens
Eisenalkyle sind mir in meiner Laufbahn noch nie begegnet. Nur Fe-Komplexe. Das muss aber nichts heißen. Ich kenne Mg-, Pb-, Zn-, Al-, und Sn-organische Verbindungen und vielleicht noch einige, die mir jetzt nicht auf Anhieb einfallen. Mg nur in Verbindung mit Br als Grignards, vermutlich wegen der hohen Elektropositivität des Erdalkalimetalls. Und das ist vielleicht auch der Grund, warum Eisen im Gegensatz zum Sn keine Metall-C-Verbindung eingeht, es ist einfach zu wenig elektronegativ. Leider habe ich die MO-Theorie nicht mehr richtig drauf und es kann sonst jemand nachhelfen.
Fe-3 existiert sehr wohl. Es wird in der Regel hergestellt mit Eisenchlorid und Methyllithium.
Das Molekül wird zB als Elektronenübertragungskatalysator benutzt, da Eisen besonders einfach zwischen II und III hin und her wechselt.
Im Allgemeinen sind solche Komplexe aber von geringer Bedeutung, weil die Bindungen nicht übermässig stabil sind. Eisen gilt als hartes Kation und bindet deswegen schlecht mit weichen Anionen wie CH3- und bevorzugt Liganden wie Halogenide.
Es gibt übrigens auch Fe-3, dies existiert als Anion.
Interessant! Mit Li-Alkylen kann man wohl alles hinbekommen. Gibt es einen Literaturhinwies zu den Fe-Organylen?
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für den Hinweis. Das ja schon ein sehr spezielles Gebiet und ein Teil weg von der "normalen" Chemie, mit der man im Verlauf des Studium in Berührung kommt, wenn man nicht genau dort einen Schwerpunkt setzt. Aber, wieder etwas dazu gelernt.
Ich hatte eigentlich erwartet, spätestens auf der dritten Seite einer Google-Suche nach Eisen-Methyl oder Iron-Methyl eine Seite mit Eisentrimethyl zu finden; aber auf der fünften Seite gab es immer noch keinen Treffer. - Die Eisentrimethyl hat also wohl nur eine sehr kleine oder gar keine praktische Bedeutung.
Die Einschätzung wird auch durch einschlägige Wikipedia-Artikel unterstützt:
1.: "Methylgruppen. reagieren nur unter drastischen Bedingungen" (Methylgruppe – Wikipedia)
2.: "Eine Methylgruppe hat einen positiven induktiven Effekt" - Damit würde ein Fe+++ wahrscheinlich unter Normbedingungen zu einem Fe++.
Jetzt kommt ein Gedankensprung:
3.: "Einige Bakterien nutzen Fe als Elektronenakzeptor für die Atmungskette. Sie reduzieren es damit zu Fe, was eine Mobilisierung von Eisen bedeutet, da die meisten Fe-Verbindungen schwer wasserlöslich sind, die meisten Fe-Verbindungen aber gut wasserlöslich." (Eisen – Wikipedia)
Wenn Fe3 auch schwer wasserlöslich ist, würde das erklären, warum sich kaum jemand die Mühe macht damit zu arbeiten.
Naja es gibt ja z.B. Diethylzink… Deshalb dachte ich mir, ich würde auch was zu einer Eisenverbindung finden…
Der Kommentar kommt mir bekannt vor. Was sind denn prinzipielle Unterschiede?
- Di-ethyl-zink
- Tri-methyl-eisen
Dazu habe ich doch Quellen in meiner Antwort genannt. Gib dem Forschergaul mal die Sporen.
Damit einfache Methylgruppen als Elektronenakzeptoren agieren, musst du schon mit anderen Mitteln nachhelfen.
Naja es gibt ja Diethylzink.
Ist ein organisches metall.
Wenn nicht, warum?' ist unlogisch." - Mit Verlaub, die Frage finde ich durchaus logisch. Rein formal kann es Eisentrimethyl geben, aber mir ist es bisher nicht begegnet. Da lohnt sich schon eine kleine Recherche.