Кластер кубанского типа

Молекулярная структура, которая образует куб

Тетрахлорид теллура , иллюстративный кубановый кластер.

Кластер кубанового типа представляет собой расположение атомов в молекулярной структуре , которая образует куб . В идеализированном случае восемь вершин симметрично эквивалентны, а вид имеет симметрию O _h . Такая структура иллюстрируется углеводородным кубаном . С химической формулой C ₈ H ₈ кубан имеет атомы углерода в углах куба и ковалентные связи, образующие ребра. Большинство кубанов имеют более сложные структуры, обычно с неэквивалентными вершинами. Они могут быть простыми ковалентными соединениями или макромолекулярными или супрамолекулярными кластерными соединениями .

Примеры

Другие соединения, имеющие различные элементы в углах, различные атомы или группы, связанные с углами, являются частью этого класса структур. Неорганические кластеры кубанового типа включают тетрахлорид селена , тетрахлорид теллура и силокс натрия .

Кубановые кластеры распространены в бионеорганической химии . Ферредоксины , содержащие железо-серные кластеры [Fe ₄ S ₄ ], широко распространены в природе. ^[1] Четыре атома железа и четыре атома серы образуют чередующееся расположение в углах. Весь кластер обычно закреплен координацией атомов железа, обычно с остатками цистеина . Таким образом, каждый центр Fe достигает тетраэдрической координационной геометрии . Некоторые кластеры [Fe ₄ S ₄ ] возникают посредством димеризации квадратных предшественников [Fe ₂ S ₂ ]. Известно много синтетических аналогов, включая гетерометаллические производные. ^[2]

Иллюстративные кубинские кластеры
Кубан , [CoO(OAc)py] ₄ (OAc = ацетат ; py = пиридин ) ^[3]
Ферредоксин (4Fe-4S-кубан)
CaMn ₃ O ₄ кубан в Фотосистеме II . ^[4]
Кубан , C ₈ H ₈

Несколько алкиллитиевых соединений существуют в виде кластеров в растворе, обычно тетрамеров , с формулой [RLi] ₄ . Примерами являются метиллитий и трет -бутиллитий . Отдельные молекулы RLi не наблюдаются. Четыре атома лития и углерод из каждой алкильной группы, связанный с ними, занимают чередующиеся вершины куба, при этом дополнительные атомы алкильных групп выступают из их соответствующих углов. ^[5]

Октаазакубан — гипотетический аллотроп азота с формулой N ₈ ; атомы азота являются углами куба. Как и соединения кубана на основе углерода, октаазакубан, как ожидается, будет крайне нестабильным из-за угловой деформации в углах, и он также не обладает кинетической стабильностью, наблюдаемой для его органических аналогов. ^[6]

Ссылки

^ Перрин, младший, Б. С.; Ичиве, Т. (2013). «Определение детерминант последовательности восстановительных потенциалов металлопротеинов». Биологическая неорганическая химия . 18 (6): 599– 608. doi :10.1007/s00775-013-1004-6. PMC 3723707. PMID 23690205 .
^ Ли, СК; Ло, В.; Холм, Р.Х., «Разработки в области биомиметической химии кластеров железа и серы кубанового типа и более высокой нуклеарности», Chem. Rev. 2014, doi : 10.1021/cr4004067
^ Чакрабарти, Раджеш; Бора, Санчай Дж.; Дас, Биринчи К. (2007). «Синтез, структура, спектральные и электрохимические свойства и каталитическое использование кластеров кобальта(III)−оксокубана». Неорганическая химия . 46 (22): 9450– 9462. doi :10.1021/ic7011759. PMID 17910439.
^ Умена, Ясуфуми; Каваками, Кейсуке; Шен, Цзянь-Рен; Камия, Нобуо (2011). «Кристаллическая структура фотосистемы II, выделяющей кислород, с разрешением 1,9 Å» (PDF) . Природа . 473 (7345): 55–60 . Бибкод : 2011Natur.473...55U. дои : 10.1038/nature09913. PMID 21499260. S2CID 205224374.
^ Stey, Thomas; Stalke, Dietmar (2009). "Структуры свинца в литийорганической химии". PATAI'S Chemistry of Functional Groups . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1002/9780470682531.pat0298. ISBN 9780470682531.
^ Агравал, Джай Пракаш (2010). Высокоэнергетические материалы: ракетное топливо, взрывчатые вещества и пиротехника. Wiley-VCH. стр. 498. ISBN 978-3-527-62880-3.

[1] Перрин, младший, Б. С.; Ичиве, Т. (2013). «Определение детерминант последовательности восстановительных потенциалов металлопротеинов». Биологическая неорганическая химия . 18 (6): 599– 608. doi :10.1007/s00775-013-1004-6. PMC 3723707. PMID 23690205 .

[2] Ли, СК; Ло, В.; Холм, Р.Х., «Разработки в области биомиметической химии кластеров железа и серы кубанового типа и более высокой нуклеарности», Chem. Rev. 2014, doi : 10.1021/cr4004067

[3] Чакрабарти, Раджеш; Бора, Санчай Дж.; Дас, Биринчи К. (2007). «Синтез, структура, спектральные и электрохимические свойства и каталитическое использование кластеров кобальта(III)−оксокубана». Неорганическая химия . 46 (22): 9450– 9462. doi :10.1021/ic7011759. PMID 17910439.

[4] Умена, Ясуфуми; Каваками, Кейсуке; Шен, Цзянь-Рен; Камия, Нобуо (2011). «Кристаллическая структура фотосистемы II, выделяющей кислород, с разрешением 1,9 Å» (PDF) . Природа . 473 (7345): 55–60 . Бибкод : 2011Natur.473...55U. дои : 10.1038/nature09913. PMID 21499260. S2CID 205224374.

[leadstructure-5] Stey, Thomas; Stalke, Dietmar (2009). "Структуры свинца в литийорганической химии". PATAI'S Chemistry of Functional Groups . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1002/9780470682531.pat0298. ISBN 9780470682531.

[agrawal-6] Агравал, Джай Пракаш (2010). Высокоэнергетические материалы: ракетное топливо, взрывчатые вещества и пиротехника. Wiley-VCH. стр. 498. ISBN 978-3-527-62880-3.