Folien zum Seminar 10 - an der Universität Duisburg
Werbung
Seminar zur Vorlesung Anorganische Chemie III Wintersemester 2016/17 Christoph Wölper Institut für Anorganische Chemie der Universität Duisburg-Essen Wiederholung Was bisher geschah # Kristalle # Symmetrie # Dichteste Packungen # Strukturtypen # Ionische Verbindungen → → Koordinationszahlen Gitterenergien # Metalle → → Bindungsmodelle Intermetallische Phasen ⇒ Zintl-Phasen Bindungsmodelle in Metallkomplexen Bindungsmodelle # Hauptgruppenmetalle → → VSEPR-Modell MO-Theorie # Übergangsmetalle → → → 18-Elektronen-Regel Ligandenfeld-Theorie Dewar-Chatt-Duncanson-Modell → MO-Theorie Bindungsmodelle in Metallkomplexen 18-Elektronen-Regel # zwei Zählweisen → → neutral ionisch ⇒ ionische Liganden ⇒ Oxidationstufe des Metalls berücksichtigen # Komplexe mit 18 Elektronen besonders stabil → für d 8 16 Elektronen Bindungsmodelle in Metallkomplexen Dewar-Chatt-Duncanson-Modell # für π-Komplexe # σ-Hinbindung → → besetztes Orbital am Liganden freies Orbital am Metall # π-Rückbindung → leeres anti-bindendes Orbital am Liganden → besetztes Orbital am Metall Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie # Kombination der AOs von mehr als 2 Atomen nötig # AOs der Liganden zu einem Gruppenorbital kombinieren # Wechselwirkungen zwischen Orbitalen der Zentralatoms und den Ligandengruppenorbitalen (LGO) Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe # Komponenten des LGO liegen auf den Achsen # durch einfache graphische Überlegungen kommt man schon recht weit → Passende Vorzeichenkombinationen zu den Orbitalen des Zentralatoms suchen Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe # Komponenten des LGO liegen auf den Achsen # durch einfache graphische Überlegungen kommt man schon recht weit → Passende Vorzeichenkombinationen zu den Orbitalen des Zentralatoms suchen ⇒ s-Orbital Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe # Komponenten des LGO liegen auf den Achsen # durch einfache graphische Überlegungen kommt man schon recht weit → Passende Vorzeichenkombinationen zu den Orbitalen des Zentralatoms suchen ⇒ s-Orbital ⇒ p-Orbitale Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe # Komponenten des LGO liegen auf den Achsen # durch einfache graphische Überlegungen kommt man schon recht weit → Passende Vorzeichenkombinationen zu den Orbitalen des Zentralatoms suchen ⇒ s-Orbital ⇒ p-Orbitale ⇒ d-Orbitale Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe # Komponenten des LGO liegen auf den Achsen # durch einfache graphische Überlegungen kommt man schon recht weit → Passende Vorzeichenkombinationen zu den Orbitalen des Zentralatoms suchen ⇒ s-Orbital ⇒ p-Orbitale ⇒ d-Orbitale → nicht alle passen Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe ? # Komponenten des LGO liegen auf den Achsen # durch einfache graphische Überlegungen kommt man schon recht weit → Passende Vorzeichenkombinationen zu den Orbitalen des Zentralatoms suchen ⇒ s-Orbital ⇒ p-Orbitale ⇒ d-Orbitale → → nicht alle passen waren das alle? Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe Bindungsmodelle in Metallkomplexen MO-Theorie: oktaedrische Komplexe # vollständige und exakte Betrachtung # „Orbital-Bilder“ mathematisch mit Hilfe von Symmetriebetrachtungen herleitbar (Gruppentheorie, Darstellungstheorie) # Vorgehensweise → → → Bestimmung der Punktgruppe Charaktertafeln, irreduzible Darstellungen der Punktgruppe Symmetriedarstellung für Orbitale suchen und auf irreduzible Darstellungen reduzieren → Orbitale mit gleicher irreduzibler Darstellung sind symmetriekompatibel # Mulliken-Symbole für irreduzible Darstellungen Moleküle und Symmetrie Schoenflies System # Drehachse Cn → → ◦ Rotation um 360 /n Händigkeit bleibt erhalten # Drehspiegelachse Sn → → ◦ Rotation um 360 /n und Spiegelung senkrecht zur Drehsachse Händigkeit ändert sich # Inversion (Punktspiegelung) i → Händigkeit ändert sich # Spiegelebene σ → Händigkeit ändert sich Moleküle und Symmetrie Inversionsdreh- vs. Drehspiegelachsen Hermann-Maugin Schoenflies 1̄ i (S2 ) m (2̄) σ (S1 ) 3̄ S6 4̄ S4 6̄ S3 Moleküle und Symmetrie Punktgruppen # Mögliche Kombinationen von Symmetrieelementen # hier keine Einschränkungen durch ein Gitter → unendlich viele, da Zähligkeit der Achsen beliebig sein kann Moleküle und Symmetrie Kombinationsmöglichkeiten # Mögliche Winkel zwischen Symmetrieachsen 2 2 3 4 5 6 7 8 3 ◦ 90 ◦ 35,26 ; 90 ◦ 4 ◦ 64,72 ; 109,47 ◦ 5 ◦ ◦ 0 ; 45 ; 90 ◦ ◦ ◦ 31,72 ; 90 ◦ 6 ◦ ◦ ◦ 0 ; 90 ◦ 7 ◦ 8 ◦ 90 ◦ 0 ; 90◦ 54,74 27,08 ; 79,2 0 X X 90◦ X X X 0◦ 63,43◦ X X X X X X X X 0◦ Moleküle und Symmetrie Punktgruppensymbole # Index n Zähligkeit der Hauptachse # Index h horizonztale Spiegelebene → Spiegelebene senktrecht zur Drehachse mit der höchsten Zähligkeit # Index v vertikale Spiegelebene → Spiegelebene, die die Achse mit der höchsten Zähligkeit mit einschließt # Index d diagonale Spiegelebene → Spiegelebene, die die Achse mit der höchsten Zähligkeit einschließt und zwischen den senktrecht auf dieser stehenden zweizähligen Achse liegt Moleküle und Symmetrie Bestimmung der Punktgruppe
