Chimie des clusters d'éléments de transition

1 Introduction

Le terme “cluster ” a été introduit  en 1960 par  F. A. Cotton pour définir des agrégats d’atomes métalliques reliés entre eux par des liaisons métal-métal. Ils sont obtenus avec des métaux de transition 4d et 5d dans leur bas degré d’oxydation. Les clusters octaédriques Mo6 et Re6 forment avec des ligands halogène et/ou chalcogène des motifs M6L8L6. Les composés inorganiques à cluster constituent de bons précurseurs pour l’élaboration de matériaux hybrides par des réactions de chimie douce en solution. Les motifs [Mo6X14]2- (X = Cl, Br, I) présentent des propriétés de luminescence intéressantes pour le domaine de la biotechnologie (large spectre d’émission 580-900 nm). Dans le but d’utiliser ces clusters anioniques avec leurs contre-cations comme particules luminescentes (par exemple pour la bio-imagerie), il est nécessaire de les insérer dans des matrices inertes afin d’éviter tout phénomène de diffusion ionique, oxydation des clusters ou échange des ligands dans les milieux aqueux. Dans cette optique, l’une des stratégies proposées a été d’insérer des composés à clusters de formule Cs2[Mo6X14] dans des nanoparticules de SiO2 par une synthèse par microémulsion dans un milieu eau/huile. Des mesures par microscopie électronique en transmission à balayage  ont mis en évidence l’insertion des clusters avec leurs contre-cations au sein des nanoparticules de SiO2. Ainsi est également apparue une similitude intéressante entre fragments organométalliques du Mo ou W et du Pt lorsqu’ils pontent une liaison métal-métal : dans les deux cas, le nombre d’électrons qu’ils apportent au cluster est identique, ce qui permet de comprendre des structures apparemment très différentes les unes des autres.