Oxidos de Rutenio y Osmio

El rutenio y el Osmio no tienen oxidos comparables con los de hierro, el estado de oxidacion más bajo que presentan en un oxido es el +4. En el blog nos vamos a centrar en los óxidos de Ru y Os de bajo estado de oxidación. Estos compuestos son mucho más raros e infrecuentes que los de alto estado de oxidación, que son mucho más estables. La razón de la mayor estabilidad de RuO₄ y OsO₄ con respecto a RuO₂ y OsO₂ es debido a los efectos relativistas. El rutenio y el osmio tienen sus orbitales s contraidos lo que provoca un mayor apantallamiento y permite que los orbitales d se expandan, orbitales más expandidos permite un mayor solapamiento y por tanto mayor fortaleza de enlace con los iones óxido en el caso que vamos a estudiar.

Osmio y rutenio forman oxidos binarios MO₄ MO₃ y MO₂. MO₃ solo existe en fase gaseosa no esta bien caracterizado.

Ru-O bond:1,7A

Os-O bond:1,711A

Los MO₃ se obtienen calentando el metal a unos 1200ºC con bajas presiones de oxigeno, si el Ru se calienta a unos 1000ºC en un sistema cerrado se forma el bioxido que es mas estable que el trioxido y sí existe en fase solida. El OsO₂ se forma cuando el Os se calienta a unos 600ºC en presencia de OsO₄ y NO.

Al no estar los trioxidos bien caracterizados nos centraremos en los bioxidos.

En los bioxidos los metales presenta un estado de oxidación +4 lo que significan que son d4. Al ser metales del 2 y 3 periodo de transición lo más probable es que sean especies de bajo espin pues el desdoblamiento será grande.

2ªparte

Vemos en el diagrama que tenemos orbitales desapareados, esto nos indica que los sólidos serán paramagnéticos, es decir serán atraidos por un campo magnético. Además del diagrama podemos ver por la disposición de los electrones que las transiciones d-d están permitidas por lo que es de esperar que los compuestos tengan color...si que tienen color;

RuO₂: azul oscuro

OsO₂: marrón oscuro

El color intenso ha sido sugerido que se debe a la presencia de una pequeña cantidad de metal en otro estado de oxidación posiblemente +3 y +2.

En cuanto a la estructura, como se habrá observado al dibujar el diagrama de los electrones los metales estaban en un entorno octaédrico. Esto se debe a que ambos bioxidos presentan una estructura de tipo rutilo(TiO₂).En el la celda unidad es tetragonal, con coordinación 6:3 para catión y anión,respectivamente (octaedro y triángulo). Ambos sufren una ligera distorsión.

3ªparte

Como vemos la estructura tiene una alta dimensionalidad pues el oxigeno presenta un número de coordinación superior a dos (3). El número de coordinación del O lo podemos calcular por la formula:

Nº coordinación M * Nº metal en formula = Nº coord O * Nº de oxigenos en formula

De ahi deducimos que el nº de coordinación del oxigeno es 3.

El que los sólidos sean tridimensionales significa que tienen un alto entrecruzamiento y por tanto sus puntos de fusión y de ebullición son altos, bastante más que los puntos de fusión y ebullición que presentan los óxidos de alto estado de oxidación debido a que estos son sólidos moleculares, al tener tan alto nº de oxidación (+VIII) la coordinación del O tiende a ser baja y la dimensionalidad baja a la vez.