VSEPR, MO
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Tutorium SS 09 Aufgabenblatt 4 Themen: Komplexverbindungen (Aufbau, Bindung, Nomenklatur) Ligandenfeldtheorie Isomerie Stabilität von Komplexen 1. Erklären Sie den Begriff Komplexbindung und erläutern Sie am Beispiel von [Co(NH3)5(SO4)]Br die Begriffe Ligand, Zentralion und Koordinationszahl! Welche Bedeutung haben die unterschiedlichen Klammern in der Summenformel der Verbindung? 2. Erläutern Sie kurz die 18-Elektronen-Regel. 3. Welche Aussage trifft zu? Unter der Koordinationszahl eines Metallkomplexes versteht man die Zahl der (A) freien Elektronenpaare, die alle Liganden zusammen besitzen (B) positiven Ladungen des Zentralions (C) Donoratome pro Zentralatom bzw. Zentralion (D) Unbesetzten Orbitale des isoliert betrachteten Zentralatoms bzw. Zentralions (E) Am Aufbau des Komplexes beteiligten Atome 4. Welche der folgenden Stoffe sind Komplexsalze? (1) (2) (3) (4) (5) Kaliumalaun Kryolith Dolomit rotes Blutlaugensalz gelbes Blutlaugensalz (A) Nur 1 (B) Nur 2 und 3 (C) Nur 2, 4 und 5 (D) Nur 1, 3, 4 und 5 (E) 1 bis 5 (alle) 5. Welche Aussagen treffen unter Berücksichtigung der Ligandenfeldtheorie zu? Im Hexacyanoferrat(II)-Anion (1) besetzen die 3d-Elektronen des Eisens fünf energiegleiche (entartete) Orbitale gemäß der Hundschen Regel (2) werden unter dem Einfluss der Liganden die 3d-Orbitale des Eisens in energieärmere und energiereichere Orbitale aufgespalten (3) besetzen die 3d-Elektronen des Eisens alle 3d-Orbitale jeweils einfach (4) besetzen die 3d-Elektronen des Eisens drei energieärmere Orbitale jeweils doppelt (A) nur 1 (B) nur 2 und 3 (C) nur 2 und 4 (D) nur 1,2 und 3 (E) nur 1,2 und 4 6. Welche Arten der Isomerie können Sie auf [Co(NH3)5(SO4)]Br anwenden? Welche weiteren Formen der Isomerie gibt es? Wählen Sie jeweils ein zutreffendes Beispiel. 7. Welche der folgenden Aussagen zur Komplexchemie trifft nicht zu? (A) geometrische Isomerie kann sowohl bei planar-quadratischen als auch bei oktaedrischen Komplexen auftreten. (B) Die Koordinationszahl eines Komplexes ist unabhängig von der formalen Ladung des Zentralions. (C) Die Bruttobeständigkeitskonstante eines Komplexes mit einem einzähnigen Liganden ist gleich dem Produkt der Einzelbeständigkeitskonstanten. (D) Beständige Komplexe sind durch kleine Beständigkeitskonstanten gekennzeichnet. (E) Die Stabilität eines Komplexes wird sowohl von der Art des Zentralions als auch durch die Eigenschaften der koordinierten Liganden beeinflusst. 8. Wie viele isomere Konfigurationen kann ein tetraedrischer Komplex Zabcd bilden? (Z = Zentralatom, a, b, c, d = unterschiedliche einzähnige Liganden) Begründen Sie Ihre Antwort anhand zweier Beispiele! (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 6 9. Zur Behandlung von Schwermetallvergiftungen wird in der Medizin u. a. die Chelat-Therapie eingesetzt. Erklären Sie in diesem Zusammenhang den Begriff Chelat. Was ist der sogenannte Chelat-Effekt? Geben Sie Namen und Struktur von zwei klassischen Chelatliganden an! 10. Welchen Aussagen über Komplexen stimmen Sie zu? (1) Chelatkomplexe sind Komplexe, an deren Bau zwei- oder mehrzähnige Liganden beteiligt sind. (2) Chelatkomplexe sind thermodynamisch besonders begünstig, wenn 5- oder 6gliedrige Ringe gebildet werden können. (3) Komplexone sind Komplexbildner, die mit vielen Kationen Chelatkomplexe bilden können. (4) Die thermodynamische Stabilität der Chelatkomplexe wird im wesentlichen durch die bei ihrer Bildung auftretenden Entropiezunahme begründet. (A) nur 1 (B) nur 1 und 3 (C) nur 2 und 4 (D) nur 1, 2 und 3 (E) 1 bis 4 (alle) 11. Welche der folgenden Aussagen zur Chemie der Komplexe treffen zu? (1) im oktaedrischen Ligandenfeld werden die d-Orbitale des Zentralions in zwei energetisch höhere und drei energetisch niedrigere Orbitale aufgespalten (2) In Abhängigkeit von der Art der Liganden kann ein Metallion sowohl high-spin- als auch low-spin-Komplexe bilden. (3) In tetraedrischen Komplexen überlappen die d2sp3-Hybridorbitale des Zentralions mit den Ligandenorbitalen. (4) Cyanidionen bewirken eine schwächere Ligandenfeldaufspaltung als Iodid-Ionen. (5) Das Zentralion in planar quadratischen Komplexen ist dsp2-hybridisiert. (A) keine der obigen Aussagen trifft zu. (B) Nur 3 und 4 (C) Nur 1, 2 und 5 (D) Nur 3, 4 und 5 (E) 1 bis 5 alle 12. Welche der folgenden Ionen können als oktaedrische Komplexe – in Abhängigkeit von der Art der Liganden – sowohl high spin als auch low spinKomplexe bilden? (1) Cr3+ (2) Fe3+ (3) Ni2+ (4) Zn2+ (A) nur 2 (B) nur 1 und 4 (C) nur 2 und 3 (D) nur 1, 2 und 3 (E) 1 bis 4 (alle) 13. Was verstehen Sie unter einer spektrochemischen Reihe von Liganden? 14. Welche Aussage zur Chemie der Komplexe trifft nicht zu? (A) Im Hexacyanoferrat(III)-komplex ist das Fe3+-Ion d2sp3-hybridisiert. (B) Im high-spin-Komplex hat das Zentralion die größtmögliche Anzahl ungepaarter Elektronen. (C) Komplexe der Koordinationszahl 4 sind tetraedrisch oder quadratisch planar gebaut. (D) Bei quadratisch-planaren Komplexen ist im Gegensatz zu tetraedrischen Komplexen eine cis/trans-Isomerie möglich. (E) Komplexe mit einzähnigen Liganden sind – bei gleichem Donoratom – stabiler als solche mit mehrzähnigen Liganden.
