Introduction à la chimie moléculaire des éléments de transition

La tradition de l'Ecole Polytechnique impose la rédaction d'un cours écrit lors de l'introduction de tout nouvel enseignement. Ayant été chargés d'enseigner la chimie moléculaire des métaux de transition auprès de la promotion 1987, nous nous sommes attelés à la rédaction d'un cours qui n'avait pas d'équivalent sur le marché des ouvrages d'enseignement en langue française. Sur les conseils de plusieurs collègues et amis, nous avons complété et corrigé ce cours écrit pour le mettre à la disposition des étudiants et des professeurs de nos Universités et de nos Ecoles de chimie. Cet ouvrage répond à un besoin précis. Il n'a pas la prétention d'être exhaustif. De nombreux domaines de la chimie des métaux de transition ne sont pas couverts tels que la liaison métal-métal, les clusters, la chimie bioinorganique, etc. Il se veut, en revanche, explicatif. Les bases conceptuelles de cette chimie y sont présentées, tout d'abord de façon simplifiée, puis reprises et approfondies à l'aide d'un formalisme orbitalaire. Les lecteurs pourront donc lire ce livre à deux niveaux en fonction de leurs connaissances et de leurs besoins. Les principales liaisons intervenant dans la chimie des métaux de transition sont ensuite présentées en suivant un plan correspondant au travail du chercheur au laboratoire : synthèse, analyse, propriétés chimiques. Dans chaque cas, une ou plusieurs monographies décrivent des composés spécifiques pour que le lecteur puisse se faire une image plus précise des objets chimiques évoqués auparavant de façon plus générale. Les références bibliographiques ont été choisies en fonction de leur intérêt historique ou parce qu'elles illustrent les recherches en cours ou permettent d'approfondir le sujet traité. Un chapitre a été consacré aux coordinats phosphorés. Ces coordinats jouent un rôle central en chimie de coordination mais, comme la chimie des organophosphorés n'est enseignée ni par les organiciens ni par les inorganiciens, leurs possibilités restent largement méconnues des chimistes, y compris de ceux qui pourraient en tirer grand profit. Les retombées de la chimie des métaux de transition sont ensuite illustrées par quelques applications en synthèse organique stoechiométrique et en catalyse homogène. Ce choix permet de rester cohérent avec le niveau du reste de l'ouvrage qui s'adresse en priorité aux étudiants du second et du troisième cycle. SOMMAIRE I. Histoire de la chimie organométallique II. Les notions fondamentales : a) Les différents types de ligands et le décompte des électrons dans les complexes - b) Orbitales moléculaires des complexes : aspects théoriques - c) Les principaux types de réactions de la chimie des métaux de transition - Compléments théoriques sur l'addition oxydante et l'élimination réductrice - Addition d'un ligand coordonné (R-) à un CO ou à un alcène : aspects théoriques III. Les principales fonctions de la chimie organométallique : a) Les hydrures (M-H) - b) Les métaux carbonyles (M-CO) - c) La liaison ? métal-carbone (M-C) - d) Les complexes de carbènes (M=C) - e) Les complexes de carbynes (M=C) - f) Les complexes phosphorés (M-P) C - g) La coordination ? , aspects théoriques (M-||) C Applications IV. Quelques applications en synthèse organique a) L'hydrozirconation des alcènes et des alcynes - b) Les carbonylations par le réactif de Collman - c) La cyclopropanation des alcènes par les complexes de carbènes - d) Les ? 4-diène-fer-tricarbonyles en synthèse organique - e) Les ? 6-arène-chrome-tricarbonyles en synthèse organique V. Quelques applications en catalyse homogène a) L'hydrogénation des alcènes et les réactions apparentées - b) L'hydrogénation asymétrique - c) L'hydroformylation des alcènes - d) La synthèse de l'acide acétique et du glycol - e) La polymérisation des alcènes - f) La métathèse des alcènes - g) Quelques applications catalytiques du palladium Index