Pyramidality effect on metal–metal single bonds

Abstract

A structural database study has been made of the transition-metal compounds M₂X₈L_n with metal–metal single bonds. The existence of a pyramidality effect in d⁷–d⁷ bonds is supported by qualitative extended-Hückel molecular orbital calculations and experimental data for binuclear rhodium compounds. The results for several families of binuclear complexes of Co^II, Ru^I, Os^I and Pt^III show that the metal–metal distance decreases with increasing pyramidality and with increasing torsion angles. The importance of the central metal atom and of the presence of axial ligands is also discussed.

References

1. F. A. Cotton, N. F. Curtis, C. B. Harris, B. F. G. Johnson, S. J. Lippard, J. T. Mague, W. R. Robinson and J. S. Wood, Science, 1964, 145, 1305.
2. J. Losada, S. Alvarez, J. J. Novoa, F. Mota, R. Hoffmann and J. Silvestre, J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 8998.
3. F. Mota, J. J. Novoa, J. Losada, S. Alvarez, R. Hoffmann and J. Silvestre, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 6216.
4. G. Aullón and S. Alvarez, Inorg. Chem., 1993, 32, 3712.
5. X.-Y. Liu and S. Alvarez, Inorg. Chem., 1997, 36, 1055.
6. F. A. Cotton and R. A. Walton, Multiple Bonds between Metal Atoms, Clarendon Press, Oxford, 1993.
7. G. Aullón, P. Alemany and S. Alvarez, Inorg. Chem., 1996, 35, 5061.
8. T. R. Felthouse, Prog. Inorg. Chem., 1982, 29, 73.
9. E. B. Boyar and S. D. Robinson, Coord. Chem. Rev., 1983, 50, 109.
10. J. J. Novoa, G. Aullón, P. Alemany and S. Alvarez, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 7169.
11. F. H. Allen and O. Kennard, Chem. Des. Autom. News, 1993, 8, 31.
12. C. Bellitto, G. Dessy and V. Fares, Inorg. Chem., 1985, 24, 2815.
13. F. A. Cotton, M. Matusz and R. Poli, Inorg. Chem., 1987, 26, 1472.
14. F. A. Cotton, M. Matusz, R. Poli and X. Feng, J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, 1144.
15. C.-L. Yao, L.-P. He, J. D. Korp and J. L. Bear, Inorg. Chem., 1988, 27, 4389.
16. See, for example, D. Buckinghan and C. R. Clark, in Comprehensive Coordination Chemistry, eds. G. Wilkinson, R. D. Gillard and J. A. McCleverty, Pergamon, Oxford, 1987.
17. J. E. Collins, M. P. Castellani, A. L. Rheingold, E. J. Miller, W. E. Geiger, A. L. Reiger and P. H. Reiger, Organometallics, 1995, 14, 1232.
18. K. R. Dunbar and S. C. Haefner, Organometallics, 1992, 11, 1431.
19. M. P. García, M. V. Jiménez, L. A. Oro, F. J. Lahoz, J. M. Casas and P. J. Alonso, Organometallics, 1993, 12, 3257.
20. M. P. García, M. V. Jiménez, L. A. Oro, F. J. Lahoz and P. J. Alonso, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1992, 31, 1527.
21. M. P. García, M. V. Jiménez, L. A. Oro and F. J. Lahoz, Organometallics, 1993, 12, 4660.
22. A. J. Blake, R. O. Gould, A. J. Holder, T. I. Hyde, A. J. Lavery, M. O. Odulate and M. Schroder, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1987, 118.
23. R. Usón, J. Forniés, M. Tomás, B. Menjón, K. Sunkel and R. Bau, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1984, 751.
24. R. Usón, J. Forniés, M. Tomás, B. Menjón, R. Bau, K. Sunkel and E. Kawabara, Organometallics, 1986, 5, 1576.
25. F. A. Cotton and R. Poli, Inorg. Chem., 1987, 26, 3652.
26. L.-P. He, C.-L. Yao, M. Naris, J. C. Lee, J. D. Korp and J. L. Bear, Inorg. Chem., 1992, 31, 620.
27. T. Sh. Gifeisman, A. A. Dvorkin, G. A. Timko and Yu. A. Simonov, Izv. Akad. Nauk Mold. SSR., Ser. Fiz.-Tekh. Mat. Nauk., 1985, 22, 2.
28. J. Drew, M. B. Hursthouse, P. Thornton and A. J. Welch, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1973, 52.
29. J. Catterick, M. B. Hursthouse, P. Thornton and A. J. Welch, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1977, 223.
30. J. E. Davies, A. V. Rivera and G. M. Sheldrick, Acta Crystallogr., Sect. B, 1977, 33, 157.
31. F. A. Cotton and X. Feng, Inorg. Chem., 1989, 28, 1180.
32. J. A. Cabeza and J. M. Fernández-Colinas, Coord. Chem. Rev., 1993, 126, 319.
33. M. Rotem, Y. Shvo, I. Goldberg and U. Shmueli, Organometallics, 1984, 3, 1758.
34. M. Rotem, I. Goldberg, U. Shmueli and Y. Shvo, J. Organomet. Chem., 1986, 314, 185.
35. M. Spohn, T. Vogt and J. Strähle, Z. Naturforsch., Teil B, 1986, 41, 1373.
36. G. Suss-Fink, L.-L. Wolfender, F. Neumann and H. Stoeckli-Evans, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1990, 29, 429.
37. J. H. Reibenspies, B. Fontal and D. Darensbourg, Acta Crystallogr., Sect. C, 1993, 49, 1619.
38. S. F. Colson, S. D. Robinson, M. Motevalli and M. B. Hursthouse, Polyhedron, 1988, 7, 1919.
39. P. L. Andreu, J. A. Cabeza, G. Carriedo, V. Riera, S. García-Granda, J. F. Van der Maelen and G. Mori, J. Organomet. Chem., 1991, 421, 305.
40. R. Schmid and J. Strähle, Z. Naturforsch., Teil B, 1988, 43, 533.
41. M. Bianchi, U. Matteoli, P. Frediani, F. Piacenti, M. Nardelli and G. Pelizzi, Chim. Ind. (Milan), 1981, 63, 475.
42. R. W. Hilts, S. J. Sherlock, M. Cowie, E. Singleton and M. M. de V. Steyn, Inorg. Chem., 1990, 29, 3161.
43. F. Neumann, H. Stoeckli-Evans and G. Suss-Fink, J. Organomet. Chem., 1989, 379, 139.
44. T. Clark, S. D. Robinson, M. A. Mazid and M. B. Hursthouse, Polyhedron, 1994, 13, 175.
45. K.-B. Shiu, S.-M. Peng and M.-C. Cheng, J. Organomet. Chem., 1993, 452, 143.
46. H. Schumann, J. Opitz and J. Pickardt, J. Organomet. Chem., 1977, 128, 253.
47. T. A. Bright, R. A. Jones and C. M. Nunn, J. Coord. Chem., 1988, 18, 361.
48. S. J. Sherlock, M. Cowie, E. Singleton and M. M. de V. Steyn, J. Organomet. Chem., 1989, 361, 353.
49. A. J. Deeming, N. P. Randle, M. B. Hursthouse and R. L. Short, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1987, 2473.
50. J. G. Bullit and F. A. Cotton, Inorg. Chim. Acta, 1971, 5, 406.
51. E. Singleton, M. O. Albers and M. M. de V. Steyn, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1989, 2303.
52. T. V. O'Halloran and S. J. Lippard, Isr. J. Chem., 1985, 25, 130.
53. J. D. Woolins and P. F. Kelly, Coord. Chem. Rev., 1985, 65, 115.
54. E. Zangrando, F. Pichierri, L. Randaccio and B. Lippert, Coord. Chem. Rev., 1996, 156, 275.
55. J. D. Schagen, A. R. Overbeek and H. Schenk, Inorg. Chem., 1978, 17, 1938.
56. D. P. Bancroft, F. A. Cotton, L. R. Falvello and W. Schwotzer, Inorg. Chem., 1986, 25, 763.
57. D. P. Bancroft and F. A. Cotton, Inorg. Chem., 1988, 27, 1633.
58. D. P. Bancroft and F. A. Cotton, Inorg. Chem., 1988, 27, 4022.
59. B. Lippert, Prog. Inorg. Chem., 1989, 37, 1.
60. T. V. O'Halloran, M. M. Roberts and S. J. Lippard, Inorg. Chem., 1986, 25, 957.
61. L. Kh. Minacheva, I. B. Baranovskii, V. G. Sakharova and M. A. Porai-Koshits, Russ. J. Inorg. Chem., 1991, 36, 348.
62. B. Lippert, H. Schöllhorn and U. Thewalt, Inorg. Chem., 1986, 25, 407.
63. T. Wienkotter, M. Sabat, G. Fusch and B. Lippert, Inorg. Chem., 1995, 34, 1022.
64. T. Abe, H. Moriyama and K. Matsumoto, Chem. Lett., 1989, 1857.
65. T. Abe, H. Moriyama and K. Matsumoto, Inorg. Chem., 1991, 30, 4198.
66. K. Matsumoto and K. Harashima, Inorg. Chem., 1991, 30, 3032.
67. L. S. Hollis and S. J. Lippard, J. Am. Chem. Soc., 1981, 103, 6761.
68. L. S. Hollis and S. J. Lippard, Inorg. Chem., 1983, 22, 2605.
69. L. S. Hollis and S. J. Lippard, Inorg. Chem., 1982, 21, 2116.
70. H. Schöllhorn, P. Eisenmann, U. Thewalt and B. Lippert, Inorg. Chem., 1986, 25, 3384.
71. L. S. Hollis, M. M. Roberts and S. J. Lippard, Inorg. Chem., 1983, 22, 3637.
72. B. Lippert, H. Schöllhorn and U. Thewalt, Z. Naturforsch., Teil B, 1983, 41, 1441.
73. B. Lippert, H. Schöllhorn and U. Thewalt, J. Am. Chem. Soc., 1986, 108, 525.
74. R. Faggiani, B. Lippert, C. J. L. Lock and R. A. Speranzini, J. Am. Chem. Soc., 1981, 103, 1111.
75. H. Schöllhorn, U. Thewalt and B. Lippert, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1986, 258.
76. K. Matsumoto, J. Matsunami, K. Mizumo and H. Uemura, J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 8959.
77. H. L. Conder, F. A. Cotton, L. R. Falvello, S. Han and R. A. Walton, Inorg. Chem., 1983, 22, 1887.
78. F. A. Cotton, S. Han, H. L. Conder and R. A. Walton, Inorg. Chim. Acta, 1983, 72, 191.
79. R. El-Mehdawi, F. R. Fronczek and D. M. Roundhill, Inorg. Chem., 1986, 25, 1155.
80. R. El-Mehdawi, F. R. Fronczek and D. M. Roundhill, Inorg. Chem., 1986, 25, 3714.
81. D. P. Bancroft, F. A. Cotton, L. R. Falvello, S. Han and W. Schwotzer, Inorg. Chim. Acta, 1984, 87, 147.
82. F. A. Cotton, L. R. Falvello and S. Han, Inorg. Chem., 1982, 21, 1709.
83. A. P. Zipp, Coord. Chem. Rev., 1988, 84, 47.
84. D. M. Roundhill, H. B. Gray and C.-M. Che, Acc. Chem. Res., 1989, 22, 55 and refs. therein.
85. K. Umakoshi and Y. Sasaki, Adv. Inorg. Chem., 1993, 40, 187.
86. L. M. Dikareva, Y. V. Zefirov, A. N. Zhilyaev, I. B. Baranovskii and M. A. Porai-Koshits, Russ. J. Inorg. Chem., 1987, 32, 64.
87. L. M. Dikareva, A. N. Zhilyaev and I. B. Baranovskii, Russ. J. Inorg. Chem., 1988, 33, 1176.
88. G. S. Muraveiskaya, G. A. Kukina, E. S. Orlova, O. N. Evstaf'eva and M. A. Porai-Koshits, Dokl. Akad. Nauk. SSSR, 1976, 226, 76.
89. F. A. Cotton, L. R. Falvello and S. Han, Inorg. Chem., 1982, 21, 2889.
90. P. A. Koz'min, T. B. Larina, M. D. Surazhskaya, A. N. Zhilyaev and G. N. Kuznetsova, Russ. J. Inorg. Chem., 1993, 38, 797.
91. A. N. Zhilyaev, E. V. Shikhaleeva, S. B. Katser and I. B. Baranovskii, Russ. J. Inorg. Chem., 1994, 39, 568.
92. T. G. Appleton, K. A. Byriel, J. R. Hall, C. H. L. Kennard and M. T. Mathieson, J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 7305.
93. T. G. Appleton, K. A. Byriel, J. M. Garrett, J. R. Hall, C. H. L. Kennard, M. T. Mathieson and R. Stranger, Inorg. Chem., 1995, 34, 5646.
94. R. Stranger, G. A. Medley, J. E. McGrady, J. M. Garrett and T. G. Appleton, Inorg. Chem., 1996, 35, 2268.
95. J. G. Norman, jun. and H. J. Kolari, J. Am. Chem. Soc., 1978, 100, 791.