Cobaltocene
# Cobaltocene

Il cobaltocene è il composto metallorganico del cobalto con formula $[Co(η^5-C_5H_5)_2],$ generalmente abbreviata come $CoCp_2.$ È un metallocene, cioè un composto a sandwich di struttura analoga al ferrocene. In condizioni normali è un solido cristallino rosso scuro, paramagnetico, stabile in assenza di aria fino a 250 °C, solubile in solventi organici non polari. Deve essere conservato e maneggiato in assenza di aria perché è rapidamente ossidato dall'ossigeno, formando il catione giallo $CoCp_2^+.$ È un composto fortemente riducente.

## Sintesi

Il cobaltocene si prepara facendo reagire dicloruro di cobalto anidro e ciclopentadienuro di sodio in soluzione di THF:

    $CoCl_2$ + $2NaC_5H_5$ → $[Co(η^5-C_5H_5)_2]$ + 2NaCl

Il composto metallorganico viene in genere purificato per sublimazione sotto vuoto.

## Struttura e legame

Il cobaltocene è un composto metallorganico appartenente al gruppo dei metalloceni, che sono composti a sandwich dove l'atomo metallico è inserito tra due anelli ciclopentadienilici.

Il cobaltocene possiede 19 elettroni nel livello elettronico più esterno, uno in più di quelli che si osservano nel ferrocene e nella maggior parte dei complessi metallorganici, che seguono la regola dei 18 elettroni, e questo giustifica la sua elevata reattività. L'elettrone in più occupa un orbitale antilegante che destabilizza il legame Co−C; di conseguenza le distanze di legame Co−C sono un po' più lunghe dei corrispondenti legami Fe−C del ferrocene.

Il cobaltocene non ha tendenza a dimerizzare, mentre l'analogo composto del congenere superiore rodio, il rodiocene, esiste come $RhCp_2$ solo a temperature sotto −196 °C; a temperatura ambiente si forma invece un dimero $[RhCp_2]_2$ dove la regola dei 18 elettroni viene rispettata.

## Reattività

Molte reazioni chimiche del cobaltocene sono caratterizzate dalla tendenza a perdere un elettrone, portando alla formazione del catione a 18 elettroni chiamato cobalticinio:

    $2[Co(η^5-C_5H_5)_2]$ + $I_2$ → $2[Co(η^5-C_5H_5)_2]^+$ + $2I^−$ 19 $e^−$     18 $e^−$

### Proprietà redox

Il cobaltocene è comunemente usato in laboratorio come riducente monoelettronico. In effetti, il comportamento della coppia redox $CoCp_2^+/CoCp_2$ è così reversibile che viene usata come standard interno in voltammetria ciclica. L'analogo composto decametilcobaltocene $[Co(η^5-C_5Me_5)_2]$ è un riducente particolarmente energico, dato che l'effetto induttivo dei dieci gruppi metile carica negativamente il cobalto, che ha maggior tendenza a eliminare questo surplus di carica. Questi due composti sono tra i pochi riducenti che si sciolgono in solventi organici non polari. I loro potenziali di riduzione sono i seguenti, usando la coppia ferrocene/ferricinio come riferimento (Cp = $η^5-C_5H_5,$ Cp* = $η^5-C_5Me_5):$

    $FeCp_2^+/FeCp_2:$ 0 V
    $FeCp*_2^+/FeCp*_2:$ -0,59 V
    $CoCp_2^+/CoCp_2:$ -1,33 V
    $CoCp*_2^+/CoCp*_2:$ -1,94 V

Come si può vedere, l'effetto maggiore sui potenziali è dato dal tipo di metallo: passando da ferro a cobalto il potenziale di riduzione diventa più negativo di circa 1,3 V. Un effetto minore ma ancora notevole è dato dalla metilazione: i composti decametilati hanno un potenziale di riduzione più negativo di circa 0,6 V rispetto all'analogo non metilato.

### Altre reazioni

Trattando il $[Co(η^5-C_5H_5)_2]$ con diossido di carbonio si ottiene il derivato di Co(I) $[Co(CO)_2(η^5-C_5H_5)],$ con perdita di un legante Cp. Questo composto ha 18 elettroni ed è un liquido stabile all'aria che può essere distillato. Ha una struttura che viene detta a sgabello di pianoforte (anche se ha solo due piedi).

