Tetrahalide complexes of the [U(NR)2]2+ ion: Synthesis, theory, and chlorine K-edge X-ray absorption spectroscopy

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 6, 2013, Pages 2279-2290

  Spencer, Liam P ^a   Yang, Ping ^d   Minasian, Stefan G ^a,b   Jilek, Robert E ^a   Batista, Enrique R ^a   Boland, Kevin S ^a   Boncella, James M ^a   Conradson, Steven D ^a   Clark, David L ^a   Hayton, Trevor W ^c   Kozimor, Stosh A ^a   Martin, Richard L ^a   MacInnes, Molly M ^a   Olson, Angela C ^a   Scott, Brian L ^a   Shuh, David K ^b   Wilkerson, Marianne P ^a  

^a LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^d PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BONDING INTERACTIONS; COORDINATION COMPLEX; DFT AND TDDFT; DFT STUDY; HEXAVALENT URANIUM; IMIDO LIGAND; ORBITAL MIXING; ORBITALS; SYNTHETIC ROUTES; TIME-DEPENDENT HYBRID DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

CHEMICAL BONDS; COORDINATION REACTIONS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC STRUCTURE; URANIUM COMPOUNDS; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

CHLORINE COMPOUNDS;

ANION; BROMINE; CATION; CHLORINE; COORDINATION COMPOUND; HALIDE; UNCLASSIFIED DRUG; URANIUM BIS IMIDO TETRAHALIDE ANION; URANIUM DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMICAL BINDING; CHEMICAL INTERACTION; CHEMICAL REACTION; CHEMICAL STRUCTURE; COMPLEX FORMATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONICS; SOLID STATE; SYNTHESIS; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

CHLORINE; IMIDES; MODELS, MOLECULAR; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; QUANTUM THEORY; URANIUM; X-RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 84873684422     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja310575j     Document Type: Article

References (101)

1. Grenthe, I., Drodzynski, J., Fujino, T., Buck, E. C., Albrecht-Schmitt, T. E., and Wolf, S. F. Uranium In The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3 rd ed.; Morss, L. R., Edelstein, N. M., and Fuger, J., Eds.; Springer-Verlag: Berlin, 2006; Vol 1, p 253.
2. Ohwada, K. J. Inorg. Nucl. Chem. 1978, 40, 1369
3. Flint, C. D.; Tanner, P. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1978, 74, 2210
4. Baev, A. S.; Teterin, Yu. A.; Mashirov, L. G.; Suglobov, D. N. Radiokhim. 1986, 28, 460
5. Tatsumi, K.; Hoffmann, R. Inorg. Chem. 1980, 19, 2656
6. Denning, R. G. Struct. Bonding (Berlin) 1992, 79, 215
7. Schreckenbach, G.; Hay, P. J.; Martin, R. L. J. Comput. Chem. 1999, 20, 70
8. Kaltsoyannis, N. Inorg. Chem. 2000, 39, 6009
9. Soga, T. Spectrochim. Acta, A 2001, 57A, 1767
10. Denning, R. G.; Green, J. C.; Hutchings, T. E.; Dallera, C.; Tagliaferri, A.; Giarda, K.; Brookes, N. B.; Braicovich, L. J. Chem. Phys. 2002, 117, 8008
11. Kaltsoyannis, N. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 9
12. Clark, A. E.; Sonnenberg, J. L.; Hay, P. J.; Martin, R. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 2563
13. Sonnenberg, J. L.; Hay, P. J.; Martin, R. L.; Bursten, B. E. Inorg. Chem. 2005, 44, 2255
14. Pierloot, K.; van Besien, E. J. Chem. Phys. 2005, 123, 204309
15. Denning, R. G. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 4125
16. Réal, F.; Vallet, V.; Marian, C.; Wahlgren, U. J. Chem. Phys. 2007, 127, 214302
17. Liu, G.; Deifel, N. P.; Cahill, C. L.; Zhurov, V. V.; Pinkerton, A. A. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 855
18. Tecmer, P.; Bast, R.; Ruud, K.; Visscher, L. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 7397
19. Dau, P. D.; Su, J.; Liu, H.-T.; Huang, D.-L.; Li, J.; Wang, L.-S. J. Chem. Phys. 2012, 137, 064315
20. Jørgensen, C. K.; Reisfeld, R. J. Electrochem. Soc. 1983, 130, 681
21. Jørgensen, C. K.; Reisfeld, R. Struct. Bonding (Berlin) 1982, 50, 121
22. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15729
23. Burns, C. J.; Eisen, M. S. Organoactinide Chemistry: Synthesis and Characterization. In The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3 rd ed.; Morss, L. R.; Edelstein, N. M.; Fuger, J., Eds.; Springer: Berlin, 2006; Vol. 1, p 2799.
24. Kaltsoyannis, N.; Hay, P. J.; Li, J.; Blaudeau, J. P.; Bursten, B. E. Theoretical studies of the electronic structure of compounds of the actinide elements. In The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3 rd ed.; Morss, L. R.; Edelstein, N. M.; Fuger, J.; Katz, J. J., Eds.; Springer: Berlin, 2006; Vol. 1, p 1893.
25. Dao, N. Q. Acta Crystallogr. 1972, B28, 2011
26. di Sipio, L.; Tondello, E.; Pelizzi, G.; Ingletto, G.; Montenero, A. Cryst. Struct. Commun. 1974, 3, 527
27. di Sipio, L.; Tondello, E.; Pelizzi, G.; Ingletto, G.; Montenero, A. Cryst. Struct. Commun. 1974, 3, 731
28. di Sipio, L.; Tondello, E.; Pelizzi, G.; Ingletto, G.; Montenero, A. Cryst. Struct. Commun. 1974, 3, 297
29. Brown, D. R.; Chippindale, A. M.; Denning, R. G. Acta Crystallogr. 1996, C52, 1164
30. Mikhailov, Y. N.; Lobanova, G. N.; Kanishcheva, A. S.; Bolotova, G. T.; Tsapkin, V. V.; Nuikin, A. Y.; Shchelokov, R. N. Russ. J. Inorg. Chem. 1983, 28, 2056
31. Danis, J. A.; Lin, M. R.; Scott, B. L.; Eichhorn, B. W.; Runde, W. H. Inorg. Chem. 2001, 40, 3389
32. di Sipio, L.; Tondello, E.; Pelizzi, G.; Ingletto, G.; Montenero, A. Cryst. Struct. Commun. 1974, 3, 297
33. Jensen, W.; Dickerson, D.; Johnson, Q. Acta Crystallogr. 1974, B30, 840
34. Marzatto, A.; Graziani, R.; Bombieri, G.; Forsellini, E. J. Cryst. Mol. Struct. 1974, 4, 253
35. Bohrer, R.; Conradi, E.; Muller, U. Z. Anorg. Allg. Chem. 1988, 558, 119
36. Clemente, D. A.; Marzatto, A. Acta Crystallogr. 2003, B59, 43
37. Conradi, E.; Bohrer, R.; Muller, U. Chem. Ber. 1986, 119, 2582
38. Crawford, M.-J.; Mayer, P. Inorg. Chem. 2005, 44, 5547
39. Denning, R. G.; Morrison, I. D. Chem. Phys. Lett. 1991, 180, 101
40. Denning, R. G.; Norris, J. O. W.; Brown, D. Mol. Phys. 1982, 46, 325
41. Denning, R. G.; Norris, J. O. W.; Brown, D. Mol. Phys. 1982, 46, 287
42. Gatto, C. C.; Lang, E. S.; Jagst, A.; Abram, U. Inorg. Chim. Acta 2004, 357, 4405
43. Gatto, C. C.; Lang, E. S.; Kupfer, A.; Hagenbachb, A.; Abram, U. Z. Anorg. Allg. Chem. 2004, 630, 1286
44. Abram, U.; Lang, E. S.; Bonfada, E. Z. Anorg. Allg. Chem. 2002, 628, 1873
45. Leverd, P. C.; Rinaldo, D.; Nierlich, M. Dalton Trans. 2002, 829
46. Duval, P. B.; Burns, C. J.; Buschmann, W. E.; Clark, D. L.; Morris, D. E.; Scott, B. L. Inorg. Chem. 2001, 40, 5491
47. Burns, C. J.; Smith, W. H.; Huffman, J. C.; Sattelberger, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 3237
48. Arney, D. S. J.; Burns, C. J.; Smith, D. C. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10068
49. Arney, D. S. J.; Burns, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9840
50. Brown, D. R.; Denning, R. G.; Jones, R. H. Chem. Commun. 1994, 2601
51. Wagner, B. P.; Scott, B. L.; Burns, C. J. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 959
52. Hayton, T. W.; Boncella, J. M.; Scott, B. L.; Palmer, P. D.; Batista, E. R.; Hay, P. J. Science 2005, 310, 1941
53. Hayton, T. W.; Boncella, J. M.; Scott, B. L.; Batista, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12622
54. Hayton, T. W.; Boncella, J. M.; Scott, B. L.; Batista, E. R.; Hay, P. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10549
55. Spencer, L. P.; Yang, P.; Scott, B. L.; Batista, E. R.; Boncella, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2930
56. Spencer, L. P.; Gdula, R. L.; Hayton, T. W.; Scott, B. L.; Boncella, J. M. Chem. Commun. 2008, 4986
57. Jilek, R. E.; Spencer, L. P.; Lewis, R. A.; Scott, B. L.; Hayton, T. W.; Boncella, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9876
58. Spencer, L. P.; Schelter, E. J.; Yang, P.; Gdula, R. L.; Scott, B. L.; Thompson, J. D.; Kiplinger, J. L.; Batista, E. R.; Boncella, J. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3739
59. Evans, W. J.; Tralna, C. A.; Ziller, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17473
60. Cantat, T.; Graves, C. R.; Scott, B. L.; Kiplinger, J. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3681
61. Spencer, L. P.; Yang, P.; Scott, B. L.; Batista, E. R.; Boncella, J. M. Inorg. Chem. 2009, 48, 2693
62. Spencer, L. P.; Yang, P.; Scott, B. L.; Batista, E. R.; Boncella, J. M. Inorg. Chem. 2009, 48, 11615
63. Barros, N.; Maynau, D.; Maron, L.; Eisenstein, O.; Zi, G.; Andersen, R. A. Organometallics 2007, 26, 5059
64. Seaman, L. A.; Wu, G.; Edelstein, N.; Lukens, W. W.; Magnani, N.; Hayton, T. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4931
65. Solomon, E. I.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Dey, A.; Szilagyi, R. K. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 97
66. Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1643
67. Shadle, S. E.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1994, 33, 4235
68. Shadle, S. E.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2259
69. Glaser, T.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 859
70. Kozimor, S. A.; Yang, P.; Batista, E. R.; Boland, K. S.; Burns, C. J.; Clark, D. L.; Conradson, S. D.; Martin, R. L.; Wilkerson, M. P.; Wolfsberg, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12125
71. Kozimor, S. A.; Yang, P.; Batista, E. R.; Boland, K. S.; Burns, C. J.; Christensen, C. N.; Clark, D. L.; Conradson, S. D.; Hay, P. J.; Lezama, J. S.; Martin, R. L.; Schwarz, D. E.; Wilkerson, M. P.; Wolfsberg, L. E. Inorg. Chem. 2008, 47, 5365
72. Minasian, S. G.; Keith, J. M.; Batista, E. R.; Boland, K. S.; Christensen, C. N.; Clark, D. L.; Conradson, S. D.; Kozimor, S. A.; Martin, R. L.; Schwarz, D. E.; Shuh, D. K.; Wagner, G. L.; Wilkerson, M. P.; Wolfsberg, L. E.; Yang, P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5586
73. Brown, D. R.; Chippindale, A. M.; Denning, R. G. Acta Crystallogr., Sect. C 1996, 52, 1164
74. Wilkerson, M. P.; Burns, C. J.; Paine, R. T.; Scott, B. L. Inorg. Chem. 1999, 38, 4156
75. Wilkerson, M. P.; Burns, C. J.; Paine, R. T.; Blosch, L. L.; Andersen, R. A. Inorg. Synth. 2004, 34, 93
76. Shadle, S. E. Ph.D. Thesis, Stanford University, 1994.
77. Helmholz, L.; Kruh, R. F. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 1176
78. George, G. N. EDG-FIT; Stanford Synchrotron Radiation Laboratory, Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University: Stanford, CA.
79. Bradley, J. A.; Yang, P.; Batista, E. R.; Boland, K. S.; Burns, C. J.; Clark, D. L.; Conradson, S. D.; Kozimor, S. A.; Martin, R. L.; Seidler, G. T.; Scott, B. L.; Shuh, D. K.; Tyliszczak, T.; Wilkerson, M. P.; Wolfsberg, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13914
80. Daly, S. R.; Keith, J. M.; Batista, E. R.; Boland, K. S.; Clark, D. L.; Kozimor, S. A.; Martin, R. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14408
81. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
82. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B. 1988, 37, 785
83. Frisch, M. J.; Gaussian 09, Revision B.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
84. Fuentealba, P.; Preuss, H.; Stoll, H.; Vonszentpaly, L. Chem. Phys. Lett. 1982, 89, 418
85. Kuchle, W.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Mol. Phys. 1991, 74, 1245
86. Kuchle, W.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1994, 100, 7535
87. Ehlers, A. W.; Bohme, M.; Dapprich, S.; Gobbi, A.; Hollwarth, A.; Jonas, V.; Kohler, K. F.; Stegmann, R.; Veldkamp, A.; Frenking, G. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 111
88. Niu, S. Q.; Hall, M. B. Chem. Rev. 2000, 100, 353
89. Baker, J.; Muir, M.; Andzelm, J.; Scheiner, A. In ACS Symposium Series 629; Laird, B. B.; Ross, R. B.; Ziefler, T., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC, 1996.
90. APEX II, v. 1.08; Bruker AXS, Inc.: Madison, WI, 2004.
91. SAINT, v. 7.06; Bruker AXS, Inc.: Madison, WI, 2003.
92. Sheldrick, G. M. SADABS, v. 2.03; University of Göttingen: Göttingen, Germany, 2001.
93. SHELXTL, v. 5.10; Bruker AXS, Inc.: Madison, WI, 1997.
94. Ballhausen, C. J.; Gray, H. B. Molecular Orbital Theory; W. A. Benjamin, Inc.: New York, 1965.
95. Segala, M.; Chong, D. P. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2010, 182, 141
96. Martin, R. L.; Shirley, D. A. Electron Spectroscopy, Theory, Techniques and Applications; Academic Press: New York, 1977; Vol. 1, p 75.
97. Grady, E. O.; Kaltsoyannis, N. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 1233
98. Minasian, S. G.; Krinsky, J. L.; Arnold, J. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 12234
99. Kosog, B.; La Pierre, H. S.; Heinemann, F. W.; Liddle, S. T.; Meyer, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5284
100. Spencer, L. P; Yang, P.; Scott, B. L.; Batista, E. R.; Boncella, J. M. C. R. Chim. 2010, 13, 758
101. La Pierre, H. S.; Meyer, K. Inorg. Chem. 2012, published online December 12, DOI: 10.1021/ic302412j.