Übung zu den Vorlesungen Organische und

Übung zu den Vorlesungen Organische
und Anorganische Chemie
für Biologen und Humanbiologen 19.11.08
1. Welche Oxidationszahl hat das Zentralatom in folgenden Komplexen?
a) [Co(NO2 )6 ]3− +III
b) [Au(CN)4 ]− +III
c) [V(CO)6 ] 0
d) [Co(NH3 )4 Br2 ]+ +III
e) [Co(en)Cl4 ]2− +II
f) [Fe(H2 O)2 Cl4 ]− +III
g) [Ni(CO)4 ] 0
h) [PdCl6 ]2− +IV
2. Welche Ionenladung hat ein Komplex aus:
a) Ag+ und 2 NH3 1+
b) Co2+ und 3 C2 O2−
4 4c) Au+ und 2 CN− 1d) Pt4+ , 3 H2 O und 3 Br− +1
e) Hg2+ und 4 Cl− -2
f) Cr und 6 CO 0
3. Geben Sie die Formeln für folgende Verbindungen an:
a) Zink-hexachloroplatinat(IV) Zn[PtCl6 ]
b) Kalium-tetracyanoniccolat(0) K4 [Ni(CN)4 ]
c) Tetraamminplatin(II)ammintrichloroplatinat(II) [Pt(NH3 )4 ][Pt(NH3 )Cl3 ]2
d) Natrium-dithiosulfatoargentat(I) Na3 [Ag(S2 O3 )2 ]
e) Tetraamminkupfer(II)-hexachlorochromat(III) [Cu(NH3 )4 ]3 [CrCl6 ]2
4. Zeichnen Sie die Strukturformeln der folgenden Komplexe
a) [Ag(NH3 )2 ]+ linear
b) [Cu(H2 O)6 ]2+ oktaedrisch
c) [ZnCl4 ]2− tetraedrisch
d) [CuCl4 ]2− quadratisch
e) [Ni(CN)4 ]2− quadratisch
f) [Cu(NH3 )6 ]2+ oktaedrisch
5. Erklären Sie den Begriff der Zähnigkeit von Liganden in maximal 2 Sätzen. Nennen
Sie 2 mehrzähnige Liganden und zeichnen Sie deren Strukturformel. Kennzeichnen
Sie die Koordinationstellen der Liganden.
⇒ Die Zähnigkeit eines Liganden gibt an, wieviele Bindungen dieser in einem
Komplex zum Zentralatom ausbilden kann. Liganden mit mehreren Koordinationsstellen (bzw. freien Elektronenpaaren), die auch gleichzeitig für die Koordination am gleichen Metallzentrum genutzt werden können,werden als mehrzähnige
oder Chelatliganden (griechisch chelé = Krebsschere)bezeichnet. (vgl. einzähnige
Liganden)
⇒ zweizähnig z.B. en (Ethylendiamin)
⇒ sechszähnig z.B. EDTA (Ethylendiamintetraacetat)
6. Was passiert, wenn Sie zu einer Lösung eines Kupfer(II)salzes in Wasser Ethylendiamin zugeben? Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf und erklären Sie Ihr
Ergebnis.
⇒ [Cu(H2 O)6 ]2+ + 3 en −→ [Cu(en)3 ]2+ + 6 H2 O
Da Ethylendiamin ein zweizähniger Ligand ist, reichen bereits 3 en-Moleküle aus
um die Koordinationsstellen des Kupferions abzusättigen. Wasser ist einzähnig, daher werden 6 benötigt. Die Reaktion läuft in Richtung des Kupfer(II)-triethylendiaminkomplexes ab, da eine Entropieerhöhung erfolgt (aus 4 Teilchen werden 7).
7. Was passiert, wenn Sie zu einer Lösung, die den Silber(I)-diaminkomplex enthält
eine cyanidionenhaltige Lösung geben? Formuliern Sie die Reaktionsgleichung und
2
erklären Sie Ihr Ergebnis. (Komplexzerfallskonstanten: [Ag(NH3 )2 ]+ 6, 0 · 10−8 mol
L2
2
)
[Ag(CN)2 ] – 1, 8 · 10−19 mol
L2
⇒ [Ag(NH3 )2 ]+ + 2 CN – −→ [Ag(CN)2 ] – + 2 NH3
In diesem Fall ist eine Argumentation über die Entropie icht möglich, da sich
die Teilchenanzahl bzw. -art nicht ändert. Die Komplexzerfallskonstanten verraten
jedoch, dass der Dicyanoargentat(I)komplex wesentlich stabiler ist (da die Zerfallskonstante kleiner ist). Somit läuft die Reaktion bevorzugt in Richtung der
Bildung dieses Komplexes ab.
8. Beobachten Sie eine Reaktion, wenn Sie Ammoniak in eine Lösung der folgenden
Kupferkomplexe geben? Erklären Sie Ihre Ergebnisse (evt. mit Reaktionsgleichung)
4
2
(Komplexzerfallskonstanten: [Cu(NH3 )4 ]2+ 4, 7·10−15 mol
, [Cu(CN)2 ]− 1·10−16 mol
,
L4
L2
2−
−6 mol4
[CuCl4 ] 2, 5 · 10 L4 ) Hinweis: Vernachlässigung der Einheiten der Konstanten
a) [Cu(CN)2 ]−
⇒ [Cu(CN)2 ] – + 4 NH3 −→ keine Reaktion
Es findet keine Reaktion statt, da der vorliegende Dicyanocuprat(II)komplex
stabiler (kleiner Zerfallskonstante) ist als der zu bildende Amminkomplex.
b) [CuCl4 ]2−
⇒ [CuCl4 ]2+ – + 4 NH3 −→ [Cu(NH3 )4 ]2+ + 4 Cl –
Hier ist der vorliegende Kupfer(II)tetraclorokomplex weit weniger stabil (größere Zerfallskonstante) als der sich bildende Tetraamminkupfer(II)komplex,
sodass die Reaktion in Richtung des letzteren abläuft.