# Chlorure d'hexamminecobalt(III)

Le chlorure d'hexamminecobalt(III) est un sel de complexe métallique de formule chimique [Co(NH$_3$)$_6$]Cl$_3$. Il s'agit d'un solide cristallisé inodore de couleur orange brunâtre et peu soluble dans l'eau. L'ébullition dans l'eau produit de l'hydroxyde de cobalt(II) Co(OH)$_2$, tandis que des températures supérieures à 215 °C conduisent à sa décomposition avec libération d'ammoniac NH$_3$. Le cation [Co(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$ est un archétype de « complexe de Werner », du nom du chimiste suisse Alfred Werner pionnier de la chimie de coordination, formé de six ligands ammine NH$_3$ liés à un centre cobalt à l'état d'oxydation +3.
Historiquement, les sels d'hexammine de cobalt(III) étaient décrits comme luteo (latin pour « jaune »), dénomination tombée en désuétude dans la mesure où la chimie moderne considère la couleur comme moins déterminante que la structure moléculaire pour caractériser une substance ; d'autres ammines de cobalt étaient également nommées en fonction de leur couleur, comme purpureo (« pourpre ») pour les complexes pentaammine, et praseo (« vert ») et violeo (« violet ») pour deux complexes tétraammine isomères.

## Structure

Le cation [Co(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$ est diamagnétique, avec un centre Co(III) octaédrique 3d$^6$ bas spin. Il respecte la règle des 18 électrons et est considéré comme un exemple classique de complexe métallique inerte. Son inertie chimique est telle que [Co(NH$_3$)$_6$]Cl$_3$ peut être recristallisé tel quel dans l'acide chlorhydrique concentré : les ligands ammine NH$_3$ sont si étroitement liés aux centres Co(III) qu'ils ne se dissocient pas pour permettre leur protonation en ammonium NH$_4$$^+$. En revanche, les ammines labiles telles que le chlorure d'hexaamminenickel(II) [Ni(NH$_3$)$_6$]Cl$_2$ réagissent facilement avec les acides, reflétant la labilité des liaisons Ni(II)–NH$_3$. Par chauffage, l'hexamminecobalt(III) commence à perdre certains de ses ligands ammine, ce qui conduit à un oxydant plus fort.
Les ions chlorure du [Co(NH$_3$)$_6$]Cl$_3$ peuvent être échangés avec divers autres anions tels que nitrate, bromure, iodure ou sulfamate pour donner le dérivé [Co(NH$_3$)$_6$]X$_3$ correspondant. Ces sels sont orange ou jaune vif et présentent divers degrés de solubilité dans l'eau. Les ions chlorure peuvent également être échangés avec des anions plus complexes tels que l'hexathiocyanatochromate(III) [Cr(SCN)$_6$]$^{3−}$, donnant un composé rose [Co(NH$_3$)$_6$][Cr(SCN)$_6$], ou avec l'ion ferricyanure [Fe(CN)$_6$]$^{3−}$, donnant le sel [Co(NH$_3$)$_6$][Fe(CH)$_6$].

## Synthèse

On peut obtenir du [Co(NH$_3$)$_6$]Cl$_3$ en traitant de l'hexahydrate de chlorure de cobalt(II) CoCl$_2$·6H$_2$O avec de l'ammoniac NH$_3$ et du chlorure d'ammonium NH$_4$Cl, puis en procédant à une oxydation ; les oxydants susceptibles d'être employés sont le peroxyde d'hydrogène H$_2$O$_2$ ou l'oxygène O$_2$ en présence d'un catalyseur au charbon :
    4 CoCl$_2$·6H$_2$O + 4 NH$_4$Cl + 20 NH$_3$ + O$_2$ ⟶ 4 [Co(NH$_3$)$_6$]Cl$_3$ + 26 H$_2$O.
Ce sel semble avoir été signalé pour la première fois en 1852 par Edmond Frémy. Le sel d'acétate peut être préparé par oxydation aérobie de l'acétate de cobalt(II) (en) Co(CH$_3$CO$_2$)$_2$, de l'acétate d'ammonium NH$_4$CH$_3$CO$_2$ et de l'ammoniac NH$_3$ dans du méthanol. Ce sel d'acétate est très soluble dans l'eau à raison de 1,9 mol/L à 20 °C, contre 0,26 mol/L pour le trichlorure.

## Applications

Le cation [Co(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$intervient dans certaines méthodes de biologie structurale — en particulier pour l'ADN ou l'ARN, pour lesquels les ions positifs stabilisent la structure tertiaire de l'ossature ose-phosphate — pour aider à résoudre leur structure tridimensionnelle par cristallographie aux rayons X ou par résonance magnétique nucléaire. Dans les systèmes biologiques, les contre-ions sont plus probablement Mg$^{2+}$, mais les atomes de cobalt (ou parfois d'iridium, comme pour la structure PDB 2GIS) permettent d'utiliser la technique de diffusion anormale des rayons X (en) pour résoudre le problème de la phase (en) et produire une carte de la densité électronique de la structure.
Le cation [Co(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$ est un exemple inhabituel de complexe de métal trivalent ayant une certaine solubilité dans l'eau et est utile pour les applications d'écrantage de charge telles que la stabilisation de complexes fortement chargés négativement, par exemple les interactions avec et entre les acides nucléiques.