Klausur zur Anorganischen Chemie II

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Klausur zur Anorganischen Chemie II
Prof. E. Rentschler
Johannes Gutenberg Universität Mainz
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
16. Februar 2006
16 bis 19 Uhr, HS 22
Beantworten Sie die Fragen in den dafür vorgesehenen Plätzen unter den
Fragen. Sollte der Platz nicht ausreichen, verwenden Sie bitte (mit Hinweis)
die Blattrückseite.
Zugelassene Hilfsmittel sind Taschenrechner und Schreibgeräte.
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Diplom Chemie
Biomedizinische Chemie
Aufgabe
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Maximale Punktzahl 15 18 10 10 15 16 8 10 5 5 18 10 10
Erzielte Punktzahl
Erzielte Gesamptunktzahl:
von 150 Punkten
1
P
P
15
1. Benennen Sie folgende Koordinationsverbindungen systematisch (2 Punkte) und geben
Sie die Elektronenkonfiguration des Zentralatoms an (1 Punkt). Verwenden Sie als Basis
die Elektronenkonfiguration des vorhergehenden Edelgases!
3
(a) [Cu(N H3 )4 ]SO4 · H2 O
3
(b) [Co(en)3 ]Cl3
3
(c) [F e(η 5 − cp)2 ]
3
(d) [(H2 O)5 Cr(µ − OH)Cr(OH2 )5 ]
3
(e) cis − K[Cr(ox)2 (H2 O)2 ]
18
2. In dieser Aufgabe wird die 18-Elektronen-Regel1 betrachtet.
10
(a) Was versteht man unter der 18-Elektronenregel?
1
Genau genommen 18-Valenzelektronen-Regel
Page 2
P
P
4
(b) Geben Sie bitte zwei Beispiele für Komplexe mit 18 Valenzelektronen.
4
(c) Gibt es Ausnahmen von dieser Regel? Kennen Sie Beispiele?
10
3. Wie ist F e2 (CO)9 gebaut?
10
4. Was sind Sandwichverbindungen? Erklären Sie allgemein und geben Sie bitte auch ein
Beispiel.
Page 3
P
15
5. Die Bildungskonstanten der Ammin- und Ethylendiamin-Komplexe des Nickel(II) zeigen,
daß der [N i(en)3 ]2+ -Komplex viel stabiler ist als der entsprechende Ammin-Komplex:
[N i(H2 O)6 ]2+ + 6N H3 GGGGGGGA[N i(N H3 )6 ]2+ + 6H2 O
[N i(H2 O)6 ]2+ + 3en GGGGGGGA[N i(en)3 ]2+ + 6H2 O
pKB,1 = 8, 748
pKB,2 = 18, 146
(1)
(2)
Die Enthalpieänderung für beide Reaktionen ∆H1ª & ∆H2ª sind fast identisch, da beide
Komplexe jeweils sechs Ni-N-Bindungen enthalten.
5
(a) Auf welcher thermodynamischen Größe bruht der Stbilitätsunterschied wenn nicht
auf der Enthalpie? Begründen Sie.
10
(b) Wie groß ist der energetische Unterschied zwischen [Ni(en)3 ]2+ und [Ni(NH3 )6 ]2+ .
kJ
Berechnen Sie unter der Annahme ∆H1ª − ∆H2ª = 0 mol
.
Page 4
P
16
6. CO ist ein wichtiger Ligand in der Übergangsmetallchemie.
4
(a) Beschreiben Sie kurz den molekularen Aufbau des Kohlenstoffmonoxids.
6
(b) Warum ist die Metall-CO-Bindung so stark, obwohl die Metall-N2 -Bindung eher
schwach ist?
6
(c) Deuten Sie die Beobachtung, dass die CO-Valenzfrequenzen für die Verbindungen
[Mn(CO)6 ]+ (2090 cm−1 ) und [V(CO)6 ]− (1860 cm−1 ) bei verschiedenen Wellenzahlen beobachtet werden.
Page 5
P
P
8
7. Wann weisen d8 -Komplexe quadratisch-planaren Bau auf. Was ist die Begründung in
diesen Fällen.
10
8. Nennen Sie jeweils ein Beispiel für die folgenden Ligandentypen. Zeichnen Sie bitte auch
die Strichformel der Verbindungen.
2
(a) einzähnige Liganden
2
(b) zweizähnige Liganden
2
(c) dreizähnige Liganden
Page 6
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P
2
(d) sechszähnige Liganden
2
(e) Was sind ambidente Liganden?
5
9. Was versteht man unter dem Mond-Langer -Verfahren?
5 10. Geben Sie eine Erklärung dafür, daß Kupfer die Elektronenbesetzung 3d10 4s1 besitzt.
Welche Elektronenkonfiguration weist Chrom im Grundzustand auf? Gibt es Parallelen
zwischen diesen beiden Beispielen?
Page 7
P
18 11. Liganden lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen. Die wohl wichtigste Unterteilung
ist diejenige in starke und schwache Liganden.
4
(a) Geben Sie jeweils zwei Beispiele für starke und schwache Liganden an.
8
(b) Wie korreliert die spektrochemische Reihe mit den folgenden Eigenschaften: σDonor, π-Donor und π-Akzeptor-Ligand?
6
(c) Welchen Einfluß haben π-Akzeptor-Liganden auf die HOMO-LUMO-Aufspaltung
eines Komplexes?
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10 12. Erklären Sie das saure Verhalten von [F e(H2 O)6 ]3+ in wässriger Lösung. Ist das gleiche
Verhalten auch für [F e(H2 O)6 ]2+ zu erwarten?
10 13. Innerhalb einer Hauptgruppe nimmt die Stabilität der hohen Oxidationsstufen mit steigender Periode ab, ein prominentes Beispiel ist die Tatsache, daß Blei in der Oxidationsstufe +2 stabiler ist als in der Stufe +4.
Innerhalb der Nebengruppen nimmt die Stabilität der hohen Oxidationsstufen mit steigender Periode zu. Ein Beispiel ist die Existenz von OsO4 , hingegen ist keine Eisenverbindung in der Oxidationsstufe +8 bekannt.
Unterschift:
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