Auszug zur Stoffchemie der Nebengruppenelemente
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Auszug zur Stoffchemie der Nebengruppenelemente Allgemeine Charakteristika der Übergangselemente Eigenschaftsänderungen in einer Periode und in einer Gruppe – metallischer Charakter – Maximalwertigkeit – Relative Stabilität einzelner Oxidationsstufen – realisierte Oxidationsstufen – magnetische Eigenschaften – Farbe der Ionen – Tendenzen bei den Ionenradien. Bindungstheorien für Übergangsmetallkomplexe. Valenzbindung (VB)-Betrachtung Grundlagen – Mängel dieses Modells. Kristallfeld (CF)-Modell Grundlagen – oktaedrische Koordination – high-spin und low-spin Komplexe – spektrochemische Reihe – tetraedrische Koordination – quadratisch-planare Koordination. Molekülorbital(MO)-Methode CF- und VB-Theorie als Grenzfälle der MO-Methode – MO-Diagramm eines oktaedrischen Komplexes (σ-Bindungen) – Berücksichtigung von π-Bindungsbeiträgen – σ-Donor/πAkzeptor-Liganden – Metall-Metall-Mehrfachbindungen. Kupfergruppe Cu, Ag, Au Vorkommen – Eigenschaften – Gewinnung, Metallurgie, galvanischer Prozess – CuVerbindungen: CuI(d10), CuII(d9) – Jahn-Teller-Effekt – Ag-Verbindungen: AgI(d10), Photographischer Prozess – AgII(d9), AgIII(d9) – Au-Verbindungen: AuI(d10), AuII(d9), AuIII(d8) – Kristallstruktur von Cu2O. Zinkgruppe Zn, Cd, Hg Vorkommen – Eigenschaften – Gewinnung, Metallurgie – Eigenschaftsänderungen in der Gruppe – ZnII, CdII(d10) Verbindungen – HgI,II-Verbindungen: kovalenter Bindungsanteil, Redoxsystem Hg2+/Hg22+/Hg – Halogenverbindungen – Quecksilber als Umweltgift – Kristallstrukturen von ZnS (Zinkblende und Wurtzit). Scandiumgruppe Sc, Y, La und die Lanthanoide Vorkommen – Darstellung – Prinzipien der Lanthanoid-Trennung – Verlauf der Ionenradien – Acidität der Aquakomplex-Kationen – Lanthanoid-Kontraktion – Cerimetrie. Titangruppe Ti, Zr, Hf Vorkommen – Gewinnung, Metallurgie – Kroll-Verfahren, Hunter-Verfahren, Gewinnung von hochreinem Titan – Technische Anwendungen – Gewinnung und Anwendung von reinem TiO2 – Stabilität bestimmter Oxidationsstufen – Vergleich mit Elementen der Gruppe 14 – Kristallstrukturen von Perowskit, Ilmenit und Rutil – TiIV(d0)Verbindungen – Titanylkation, Titanate – Halogeno- und Peroxokomplexe – Niedrigere Oxidationsstufen des Titans: TiIII(d1) und TiII(d2). Ähnlichkeit zwischen Zr- und Hf-Verbindungen. Vanadingruppe V, Nb, Ta Vorkommen – Metallurgie – Vergleich mit Elementen der Gruppen 4 und 15 – Sauerstoffverbindungen und Halogenide des Vanadiums – Säure-Base-Eigenschaften der verschiedenen Oxidationsstufen – VO2+- und VO2+-Kationen – Kondensierte Vanadate(V) – Isopolysäuren – Niobate, Tantalate – Kristallstruktur von NbO. Chromgruppe Cr, Mo, W Vorkommen – Metallurgie – Technische Darstellung von Chromaten – Eigenschaftsänderungen in der Gruppe – CrVI(d0)-Verbindungen, Chromate, Polychromate, Chromsäure, Crom(VI)-oxid – Peroxoverbindungen des Chroms – CrIII(d3)-Verbindungen, Redoxeigenschaften und Isomerieverhältnisse bei CrIII-Komplexen – Hexaaquaionen – Struktur des CrCl3 – CrII(d4-Verbindungen, Redox-Eigenschaften von [Cr(H2O)6]2+, magnetische Eigenschaften und Struktur von CrIIacetat – Mo- und W-Verbindungen: Vergleich mit der Chemie des Chroms – MoVI, WVI(d0), Molybdate, Wolframate – Isopolysäuren und Heteropolysäuren, Molybdänund Wolframblau, Wolframbronzen – gemischte Oxidationsstufen und Farbigkeit. Mangangruppe Mn, Tc, Re Vorkommen – Metallurgie – Gewinnung von Tc durch Kernreaktion – Manganverbindungen MnII(d5)....MnVII(d0), Darstellung Manganometrie Rheniumverbindungen, – und Redoxreaktionen, Vergleich Säure/Base-Charakter mit Mangan, Stabilität – der 2– Oxidationsstufen – Struktur von [Re2Cl8] . Eisentriade Fe, Co, Ni Physikalische Eigenschaften – Diamagnetismus, Paramagnetismus, Ferromagnetismus – Curie-Temperatur – Häufigkeit von Eisen in der Atmosphäre – Vorkommen – Roheisenerzeugung (Hochofenprozess) – Stahlerzeugung (Thomas-, Bessemer-, SiemensMartin-Verfahren) – Legierungszusätze – Metallurgie des Cobalts und des Nickels – MondVerfahren zur Reinigung von Nickel. Eisenverbindungen Redox- und Säure/Base-Eigenschaften von Fe2+(aq) und Fe3+(aq) – nichtstöchiometrische Oxide – Kristallstruktur von Fe3O4 (inverser Spinell) – Cyanokomplexe von FeII(d6) und FeIII(d5), Struktur von "Berliner Blau" – Tetraoxoferrate (VI) – Fe0(d8)Verbindungen – Ferrocen. Cobaltverbindungen Co2+(aq) und Co3+(aq) – Oxide und Doppeloxide, Thénards Blau (CoIIAlIIISpinell), Rinmans Grün (ZnIICoIIISpinell) – CoII(d7)-Komplexe, Gleichgewicht zwischen oktaedrischer und tetraedrischer Koordination – CoIII(d6)-Verbindungen, Stabilisierung durch Komplexbildner. Nickelverbindungen Ursachen der Bevorzugung tetraedrischer bzw. quadratisch planarer Koordination bei NiII(d8) – NiIII(d7) – Komplexe mit CN–-Liganden. Platinmetalle Ru Rh Pd Os Ir Pt Vorkommen – Prinzipien d. Metallurgie – Inerter Charakter – Lösemethoden – Anwendungen. Ru, Os-Verbindungen RuO4 und OsO4 – N2 als Komplexligand an Ru – Nitrosylkomplexe. Rh, Ir-Verbindungen RhIII, IrIII(d6)- und IrIV(d5)-Komplexe mit ‚klassischen‘ Liganden. Pd, Pt-Verbindungen Cisplatin in der Krebstherapie – trans-Effekt.
