The anionic carbonyl complexes of groups IV and V metals TM(CO)6,7(TM=Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta) are prepared in the gas phase using a laser vaporation-supersonic expansion ion source. The infrared spectra of TM(CO)6,7− anion complexes in the carbonyl stretching frequency region are measured by mass-selected infrared photodissociation spectroscopy. The six-coordinated TM(CO)6− anions are determined to be the coordination saturate complexes for both the group IV and group V metals. The TM(CO)6− complexes of group IV metals (TM = Ti, Zr, Hf) are 17-electron complexes having a 2A1g ground state with D3d symmetry, while the TM(CO)6 complexes of group V metals (TM = V, Nb, Ta) are 18-electron species with a closed-shell singlet ground state possessing Oh symmetry. The energy decomposition analyses indicate that the metal-CO covalent bonding is dominated by TM(d) → (CO)6π-backdonation and TM(d) ← (CO)6σ-donation interactions.

[2]
G.
Frenking
and
N.
Fröhlich
,
Chem. Rev.
100
,
717
(
2000
).
[3]
R.
Ercoli
,
F.
Calderazzo
, and
A.
Alberola
,
J. Am. Chem. Soc.
82
,
2966
(
1960
).
[4]
R.
Busby
,
W.
Klotzbucher
, and
G. A.
Ozin
,
Inorg. Chem.
16
,
822
(
1977
).
[5]
M. F.
Zhou
and
L.
Andrews
,
J. Phys. Chem. A
103
,
5259
(
1999
).
[6]
M. F.
Zhou
and
L.
Andrews
,
J. Am. Chem. Soc.
122
,
1531
(
2000
).
[7]
Q.
Luo
,
Q. S.
Li
,
Z. H.
Yu
,
Y.
Xie
,
R. B.
King
, and
H. F.
Schaefer
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
7756
(
2008
).
[8]
F.
Meyer
and
P. B.
Armentrout
,
Mol. Phys.
88
,
187
(
1996
).
[9]
A. D.
Brathwaite
and
M. A.
Duncan
,
J. Phys. Chem. A
117
,
11695
(
2013
).
[10]
X. J.
Zhou
,
J. M.
Cui
,
Z. H.
Li
,
G. J.
Wang
,
Z. P.
Liu
, and
M. F.
Zhou
,
J. Phys. Chem. A
117
,
1514
(
2013
).
[11]
A. D.
Brathwaite
,
J. A.
Maner
, and
M. A.
Duncan
,
Inorg. Chem.
53
,
1166
(
2014
).
[12]
H.
Xie
,
J.
Wang
,
Z. B.
Qin
,
L.
Shi
,
Z. C.
Tang
, and
X. P.
Xing
,
J. Phys. Chem. A
118
,
9380
(
2014
).
[13]
A. M.
Ricks
,
Z. D.
Reed
, and
M. A.
Duncan
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
9176
(
2009
).
[14]
A. M.
Ricks
,
A. D.
Brathwaite
, and
M. A.
Duncan
,
J. Phys. Chem. A
117
,
1001
(
2013
).
[15]
W.
Unkrig
,
M.
Schmitt
,
D.
Kratzert
,
D.
Himmel
, and
I.
Krossing
,
Nat. Chem.
12
,
647
(
2020
).
[16]
J.
Jin
,
T.
Yang
,
K.
Xin
,
G.
Wang
,
X.
Jin
,
M.
Zhou
, and
G.
Frenking
,
Angew. Chem. Int.
Ed.
57
,
6236
(
2018
).
[17]
G.
Deng
,
S.
Lei
,
S.
Pan
,
J.
Jin
,
G.
Wang
,
L.
Zhao
,
M.
Zhou
, and
G.
Frenking
,
Chem. Eur. J.
26
,
10487
(
2020
).
[18]
G. J.
Wang
,
C. X.
Chi
,
X. P.
Xing
,
C. F.
Ding
, and
M. F.
Zhou
,
Sci. China Chem.
53
,
1166
(
2014
).
[19]
C.
Lee
,
W.
Yang
, and
R. G.
Parr
,
Phys. Rev. B
37
,
785
(
1988
).
[20]
A. D.
Becke
,
J. Chem. Phys.
98
,
5648
(
1993
).
[21]
M. J.
Frisch
,
G. W.
Trucks
,
H. B.
Schlegel
,
G. E.
Scuseria
,
M. A.
Robb
,
G.
Cheeseman
,
J. R.
Scalmani
,
V.
Barone
,
B.
Mennucci
,
G. A.
Petersson
,
H.
Nakatsuji
,
M.
Caricato
,
X.
Li
,
H. P.
Hratchian
,
A. F.
Izmaylov
,
J.
Bloino
,
G.
Zheng
,
J. L.
Sonnenberg
,
M.
Hada
,
M.
Ehara
,
K.
Toyota
,
R.
Fukuda
,
J.
Hasegawa
,
M.
Ishida
,
T.
Nakajima
,
Y.
Honda
,
O.
Kitao
,
H.
Nakai
,
T.
Vreven
,
J. A. J.
Montgomery
,
J. E.
Peralta
,
F.
Ogliaro
,
M.
Bearpark
,
J. J.
Heyd
,
E.
Brothers
,
K. N.
Kudin
,
V. N.
Staroverov
,
R.
Kobayashi
,
J.
Nomand
,
K.
Raghavachari
,
A.
Rendell
,
J. C.
Burant
,
S. S.
Iyengar
,
J.
Tomasi
,
M.
Cossi
,
N.
Rega
,
J. M.
Millam
,
M.
Klene
,
J. E.
Knox
,
J. B.
Cross
,
V.
Bakken
,
C.
Adamo
,
J.
Jaramillo
,
R.
Gomperts
,
R. E.
Stratmann
,
O.
Yazyev
,
A. J.
Austin
,
R.
Cammi
,
C.
Pomelli
,
J. W.
Ochterski
,
R. L.
Martin
,
K.
Morokuma
,
V. G.
Zakrzewski
,
G. A.
Voth
,
P.
Salvador
,
J. J.
Dannenberg
,
S.
Dapprich
,
A. D.
Daniels
,
O.
Farkas
,
J. B.
Foresman
,
J. V.
Ortiz
,
J.
Cioslowski
, and
D. J.
Fox
,
Gaussian 09, Revision A02
,
Wallingford CT
:
Gaussian Inc
., (
2009
).
[22]
S.
Grimme
,
J.
Antony
,
S.
Ehrlich
, and
H.
Krieg
,
J. Chem. Phys.
132
,
154104
(
2010
).
[23]
F.
Weigend
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
8
,
1057
(
2006
).
[24]
F.
Weigend
and
R.
Ahlrichs
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
7
,
3297
(
2005
).
[25]
L. S.
Sunderlin
,
D.
Wang
, and
R. R.
Squires
,
J. Am. Chem. Soc.
115
,
12060
(
1993
).
[26]
F.
Calderazzo
,
U.
Englert
,
G.
Pampaloni
,
G.
Pelizzi
, and
R.
Zamboni
,
Inorg. Chem.
22
,
1865
(
1983
).
[27]
G. J.
Wang
,
C. X.
Chi
,
J. M.
Cui
,
X. P.
Xing
, and
M. F.
Zhou
,
J. Phys. Chem. A
116
,
2484
(
2012
).
[28]
C. X.
Chi
,
H.
Qu
,
L. Y.
Meng
,
F. C.
Kong
,
M. B.
Luo
, and
M. F.
Zhou
,
Angew. Chem. Int.
Ed.
56
,
14096
(
2017
).
[29]
V.
Jonas
and
W.
Thiel
,
Organometallics
17
,
353
(
1998
).
[30]
R. K.
Szilagyi
and
G.
Frenking
,
Organometallics
16
,
4807
(
1997
).
[31]
A.
Diefenbach
,
F. M.
Bickelhaupt
, and
G.
Frenking
,
J. Am. Chem. Soc.
122
,
6449
(
2000
).
[32]
M. J. S.
Dewar
,
Bull. Soc. Chim. Fr.
18
,
C79
(
1951
).
[33]
J.
Chatt
and
L. A.
Duncanson
,
J. Chem. Soc.
2939
(
1953
).
[34]
M. P.
Mitoraj
,
A.
Michalak
, and
T.
Ziegler
,
J. Chem. Theory Comput.
5
,
962
(
2009
).
This content is only available via PDF.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.