Ferroexen

Rozważania nad strukturą pochodnych ferrocenu rozpocząłem od zbudowania pewnej cząsteczki. Jej struktura pokazana poniżej nie sugerowała mi początkowo możliwości zbudowania struktur ferrocenoidalnych (Orca 5.0.4/ B3LYP/ def2-SVP/ hess-plus):

Uświadomiłem sobie jednak, że wewnętrzne atomy wodoru można zastąpić atomami węgla. Zrobiłem to w taki sposób, że powstał układ pentapodstawionego cyklopenta-1,3-dienu. Optymalizacji poddałem anion tego związku (parametry obliczeń jak wyżej):

Program graficzny sugeruje wiązania pojedyncze. Sądzę, że długość wiązań jest na tyle równomierna, że podpada pod określenie „wiązania aromatyczne”. Tę cząsteczkę użyłem do budowy sandwiczowego ferroexenu.

Nazwa opisanej dalej cząsteczki (ferroexen) jest dość przypadkowa. Do konstrukcji sandwicza wziąłem dwa płaty (dwie kromki) wyżej opisanego anionu i umieściłem między nimi kation Fe2+. Otrzymałem nową cząsteczkę, która jest rozbudowanym analogiem ferrocenu (Orca 5.0.4/ B3LYP/ def2-SVP/ hess-plus):

Geometria cząsteczki okazała się bardzo czuła na wzajemne położenie równoległych płaszczyzn anionów heterocyklicznych. Ułożenie ich dokładnie naprzeciw generowało w hessianie szereg dużych (co do modułu), ujemnych wartości własnych mimo osiągnięcia przez układ lokalnego minimum energetycznego. Dopiero niewielkie skręcenie tych płaszczyzn względem siebie pozwoliło na optymalizację i pełną relaksację cząsteczki. Taka zrelaksowana struktura jest właśnie pokazana powyżej.