12. Lösungen "Halogene, Chalcogene" 1. [4] Flüssiges

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12. Lösungen "Halogene, Chalcogene"
1. [4] Flüssiges Bromtrifluorid dissoziiert in gerigem Maße gemäß:
2 BrF3
BrF2+ + BrF4Welche Strukturen haben diese Ionen?
Lösung:
BrF2+: gewinkelt
BrF4-: quadratisch planar
2. [12] Alle Halogene bilden Verbindungen der Formel HOX.
Geben Sie die Struktur und den Namen der Verbindungen sowie die
Oxidationszahl des jeweiligen Halogens an.
Lösung:
Struktur: gewinkelt
HOF
HOCl
HOBr
HOI
Hypofluorige Säure
Hypochlorige Säure
Hypobromige Säure
Hypoiodige Säure
OZ:
-1
+1
+1
+1
3. [4] Erhitzt man Kaliumchlorat(V) so entsteht KCl und KClO4.
(a) Formulieren sie sie Reaktionsgleichung.
(b) Beschreiben Sie die Struktur des Chlorat(VII)-Anions.
Lösung:
zu a)
4 KClO3  3 KClO4 + KCl
zu b)
tetraedrisch
4. [4] Durch Reaktion von Brompentafluorid mit F--Ionen entsteht das
BrF6--Anion. Beschreiben Sie die Strukturen von BrF5 und BrF6-.
Lösung:
zu a) pyramidal
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zu b) oktaedrisch
5. [3] Bei der Entwässerung der Chlor(VII)säure wird ein Oxid der
Formel Cl2O7 gebildet. Welche Struktur hat die Verbindung?
Lösung:
Chloratome mit tetraedrischer O-Umgebung und über ein O-Atom
verknüpft: O3ClOClO3
6. [40] Zeichnen Sie die Konstitutionsformeln und geben Sie die
Gestalt der Moleküle (bzw. Ionen) sowie die Oxidationszahl des
Schwefels an für:
a) H2S
f) S4O62b) SO2
g) H2S2O7
2c) SO3
h) SF4
d) HSO4 i) SF6
e) S32j) SOF2
Lösung:
Oxidationszahlen:
a) H2S
-2
b) SO2
+4
2c) SO3
+4
d) HSO4- +6
e) S32-2/3
f) S4O62g) H2S2O7
h) SF4
i) SF6
j) SOF2
+5/2
+6
+4
+6
+4
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7. [4] Was würde geschehen, wenn beim Frash-Prozess das
eingepumpte Wasser die falsche Temperatur hätte:
a) 100 °C
b) 250 °C
Lösung:
a) Schwefel schmilzt nicht
b) Zu hohe Viskosität
8. [6] Wie reagiert konzentrierte Schwefelsäure mit NaF, NaCl und
NaBr? Geben Sie die Reaktionsgleichungen an.
Lösung:
H2SO4 + NaF  NaHSO4 + HF
H2SO4 + NaCl  NaHSO4 + HCl
2 H2SO4 + 2 NaBr  Na2SO4 + Br2 + 2 H2O + SO2
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ANHANG: Strukturvorhersage
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Anmerkungen zur Strukturvorhersage:
In der Vorlesung wird das VSEPR (oder Ligandenabstoßungsmodell) nicht verwendet. Es
führt zwar zur richtigen Strukturvorhersage, jedoch wird dabei eine Lage der freien
Elektronenpaare impliziert, die den heutigen Erkenntnissen widerspricht. Das ist
insbesondere bei Molekülen mit Oktettaufweitung der Fall.
Durch die erste Frage im o. g. Suchpfad wird entschieden, ob es sich um ein
oktettaufgeweitetes Molekül handelt (rechter Zweig) oder nicht (linker Zweig). Diese Frage
kann ignoriert werden, wenn das Molekül nicht über freie Elektronenpaare verfügt. Denn in
diesen Fällen nehmen die Liganden immer den maximalen Abstand voneinander an.
Moleküle, die die Oktettregel nicht übererfüllen (also Oktettregel erfüllen oder
Elektronenmangelverbindungen sind):
Hier bewirken die freien Elektronenpaare eine Deformierung der Ligandenanordnung, die
das Molekül idealerweise bei Ignorierung der Elektronenpaare hätte. Der Grad der
Deformierung (Abwinkelung der Liganden) hängt hier von den s- und p-Anteilen der freien
Elektronenpaare ab.
Vorlesungsbeipiele: H2O, H2S, …. und NH3, PH3, …..
Moleküle, die die Oktettregel übererfüllen (also oktettaufgeweitete Moleküle):
Hier bewirken die freien Elektronenpaare nicht unbedingt eine Deformierung der
Ligandenanordnung, die das Molekül idealerweise bei Ignorierung der Elektronenpaare
hätte. Die Strukturvorhersage für solche Moleküle ist mit der in der Vorlesung am Beispiel
von ClF3 gegebenen Konstruktion möglich.
Ausnahmen:
Sowohl die in der Vorlesung verwendete Strukturvorhersage als auch das VSEPR-Modell
haben Ausnahmen. Prominentes Beispiel ist das CH3-Radikal, welches planar ist. Es wird
zum jetzigen Zeitpunkt nicht erwartet, dass Sie sich mit Ausnahmen der Regeln befassen.