# Trirutenio dodecacarbonile

Il trirutenio dodecacarbonile è il composto chimico cluster con formula Ru$_3$(CO)$_{12}$. È l'unico carbonile binario stabile del rutenio. In condizioni normali è un solido arancione, insolubile in acqua ma solubile in solventi organici non polari. Disponibile in commercio, viene usato come precursore per la sintesi di altri composti organometallici di rutenio.

## Struttura

Ru$_3$(CO)$_{12}$ cristallizza con struttura cristallina monoclina, gruppo spaziale P2$_{1/c}$, con costanti di reticolo a = 811 pm, b = 1477 pm, c = 1533 pm e β = 110,6°, quattro unità di formula per cella elementare. Nella struttura sono presenti unità molecolari con simmetria D$_{3h}$, formate da un triangolo pressoché equilatero di atomi di rutenio; la distanza media Ru-Ru è di 285 pm. Ogni atomo di rutenio è legato a quattro leganti CO, due in posizione assiale e due in posizione equatoriale. La struttura è analoga a quella di Os$_3$(CO)$_{12}$, mentre in Fe$_3$(CO)$_{12}$ due CO sono legati a ponte e la simmetria diventa C$_{2v}$.

## Sintesi

Il cluster fu sintetizzato per la prima volta nel 1936 da Wilhelm Manchot e Wilhelm J. Manchot, attribuendogli però erroneamente la formula Ru$_2$(CO)$_9$. Nel 1961 Eugene R. Corey e Lawrence F. Dahl evidenziarono che la formula corretta era Ru$_3$(CO)$_{12}$.
Il composto si ottiene trattando soluzioni di tricloruro di rutenio con monossido di carbonio, in genere sotto pressione. La stechiometria della reazione non è nota con certezza; una possibilità è la seguente:
    ${\ce {6RuCl3 + 33CO + 18CH3OH -> 2Ru3(CO)12 + 9CO(OCH3)2 + 18HCl}}$

## Reattività

Ru$_3$(CO)$_{12}$ è un solido arancione stabile all'aria, ed è il più stabile dei carbonili binari del rutenio. Sono noti anche i composti Ru(CO)$_5$ e Ru$_2$(CO)$_9$, che nel tempo tendono a trasformarsi in Ru$_3$(CO)$_{12}$. Ad esempio, Ru$_3$(CO)$_{12}$ sotto pressione di CO si converte nel monomero rutenio pentacarbonile; quest'ultimo è però meno stabile e col tempo riforma il cluster di partenza:
    ${\ce {Ru3(CO)12 + 3CO <=> 3Ru(CO)5}}$
La costante di equilibrio della reazione è 3,3 x 10$^{−7}$ mol dm$^{−3}$ a temperatura ambiente. L'instabilità di Ru(CO)$_5$ contrasta con la robustezza del corrispondente Fe(CO)$_5$.
Ru$_3$(CO)$_{12}$ possiede una chimica ricchissima dove il nucleo centrale trinucleare di rutenio rimane intatto e vengono sostituiti più leganti CO. Per riscaldamento in presenza di fosfine, fosfiti o altre basi di Lewis L si ottengono così prodotti tipo Ru$_3$(CO)$_9$L$_3$ e Ru$_3$(CO)$_{10}$L$_2$. Queste reazioni sono spesso accompagnate anche dalla formazione di complessi mononucleari come Ru(CO)$_3$L$_2$.
A partire da Ru$_3$(CO)$_{12}$ si possono ottenere inoltre numerosissime specie a varia nuclearità. Alcuni esempi sono:
* l'idruro anionico [HRu$_3$(CO)$_{11}$]$^−$, studiato come catalizzatore di idroformilazione
* specie ad alta nuclearità come H$_2$Ru$_4$(CO)$_{13}$ e H$_2$Ru$_6$(CO)$_{18}$
* il cluster tetraedrico Ru$_4$(μ-H)$_4$(CO)$_{12}$ contenente 4 idruri a ponte
* derivati fluorurati come Ru(CO)$_3$F$_3$ e [Ru(CO)$_3$F$_2$]$_4$
* cluster contenenti leganti carburo interstiziali, sia neutri come Ru$_5$C(CO)$_{15}$ e Ru$_6$C(CO)$_{17}$, sia anionici come [Ru$_{10}$C(CO)$_{24}$]$^{2−}$ e [HRu$_{10}$C(CO)$_{24}$]$^−$