Dodécacarbonyle de trifer

Le dodécacarbonyle de trifer, généralement appelé trifer dodécacarbonyle par anglicisme, est un composé chimique de formule Fe₃(CO)₁₂. Il s'agit d'un carbonyle de métal constitué de 12 groupes carbonyle CO et de trois centres fer Fe. Il se présente sous la forme d'un solide vert foncé qui se sublime dans le vide. Il se dissout dans les solvants apolaires pour donner des solutions d'un vert intense. Il se décompose lentement dans l'air et est pour cette raison stocké à froid sous atmosphère inerte. C'est une source de fer plus réactive que le pentacarbonyle de fer Fe(CO)₅.

Dodécacarbonyle de trifer
Structure du dodécacarbonyle de trifer
Identification
Synonymes	trifer dodécacarbonyle
No CAS	17685-52-8
No ECHA	100.037.864
No CE	241-668-5
PubChem	6096998
SMILES	[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[Fe].[Fe].[Fe] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/12CO.3Fe/c12*1-2;;; Std. InChIKey : HLYRMDDXFDINCB-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	C12Fe3O12
Masse molaire[1]	503,656 ± 0,019 g/mol C 28,62 %, Fe 33,26 %, O 38,12 %,
Précautions
Directive 67/548/EEC[2]
T F Symboles : T : Toxique F : Facilement inflammable Phrases R : R11 : Facilement inflammable. R23/24/25 : Toxique par inhalation, par contact avec la peau et par ingestion. R36/37/38 : Irritant pour les yeux, les voies respiratoires et la peau. Phrases S : S16 : Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelles - Ne pas fumer. S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S28 : Après contact avec la peau, se laver immédiatement et abondamment avec … (produits appropriés à indiquer par le fabricant). S33 : Éviter l’accumulation de charges électrostatiques. S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S7/9 : Conserver le récipient bien fermé et dans un endroit bien ventilé. S36/37/39 : Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage. Phrases R : 11, 23/24/25, 36/37/38, Phrases S : 7/9, 16, 26, 28, 33, 36/37/39, 45,
Transport[2]
-    3175    Numéro ONU : 3175 : SOLIDES CONTENANT DU LIQUIDE INFLAMMABLE, N.S.A. Classe : 4.1 Étiquette : 4.1 : Matières solides inflammables, matières autoréactives, matières solides explosibles désensibilisées et matières qui polymérisent Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Il s'agit de l'un des premiers carbonyles de métal produits. On a pu l'observer parfois par thermolyse du pentacarbonyle de fer Fe(CO)₅ :

3 Fe(CO)₅ → Fe₃(CO)₁₂ + 3 CO.

On repère facilement les traces de ce composé en raison de sa couleur vert foncé caractéristique. La photolyse ultraviolette du pentacarbonyle de fer conduit au nonacarbonyle de difer Fe₂(CO)₉ et non au Fe₃(CO)₁₂.

La synthèse habituelle du Fe₃(CO)₁₂ commence par la réaction du pentacarbonyle de fer avec une base^[3] :

3 Fe(CO)₅ + (C₂H₅)₃N + H₂O → [(C₂H₅)₃NH][HFe₃(CO)₁₁] + 3 CO + CO₂,

suivie par l'oxydation par un acide de l'agrégat atomique formé :

[(C₂H₅)₃NH][HFe₃(CO)₁₁] + HCl + CO → Fe₃(CO)₁₂ + H₂ + [(C₂H₅)₃NH]Cl.

La géométrie de ce composé appartient au groupe de symétrie C_2v, contrairement au dodécacarbonyle de triruthénium Ru₃(CO)₁₂ ou au dodécacarbonyle de triosmium Os₃(CO)₁₂ qui appartiennent au groupe de symétrie D_3h. En effet, dix des douze carbonyles CO sont terminaux, tandis que deux d'entre eux constituent des ligands pontants entre deux des trois centres fer Fe, alors que les douze carbonyles sont terminaux dans Ru₃(CO)₁₂ et Os₃(CO)₁₂.

Le dodécacarbonyle de trifer est un composé dangereux qui libère du fer volatil ainsi que, comme tous les carbonyles de métaux, du monoxyde de carbone CO. Les masses solides de Fe₃(CO)₁₂, surtout lorsqu'elles sont finement divisées, peuvent être pyrophoriques et mettre le feu aux solvants organiques.

Notes et références

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. Fiche Sigma-Aldrich du composé Dodécacarbonyle de trifer, consultée le 17 février 2013.
3. (en) Henry F. Holtzlaw Jr., W. Mcfarlane, G. Wilkinson et W. Hübel, « Triiron Dodecacarbonyl », Inorganic Syntheses, vol. 8,‎ 5 janvier 2007 (lire en ligne) DOI 10.1002/9780470132395.ch47

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