Nachklausur zur anorganischen Chemie II

Nachklausur zur anorganischen Chemie II
Prof. Dr. K. Heinze
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
08. April 2010
12 - 14 Uhr, C01
Beantworten Sie die Fragen an den dafür vorgesehen Plätzen unter den Fragen. Sollte der
Platz nicht ausreichen, verwenden Sie bitte (mit Hinweis) die Blattrückseite. Zugelassene
Hilfsmittel sind Taschenrechner und Schreibgeräte, ausgenommen Bleistift und Rotstifte.
Unterschreiben Sie die Klausur auf der letzten Seite
Name
: ___________________________________________
Matrikel-#
: ___________________________________________
Studienfach
: ___________________________________________
Aufg.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Summe
Mögliche
9
6
5
6
12
9
8
10
6
8
8
9
5
101
Punkte
Erreichte
Punkte
1
Aufgabe 1:
Benennen Sie folgende Koordinationsverbindungen systematisch nach IUPAC und
geben Sie die Oxidationszahl sowie die Elektronenkonfiguration des Zentralatoms
an. (Verwenden Sie als Basis die Elektronenkonfiguration des vorhergehenden
Edelgases). Beachten Sie auch Isomeriemöglichkeiten (ggf. -Nomenklatur, ggf.
Konfigurationsindizes verwenden!)
a) [Co(en)3]Cl3
3P
b) [RuCl3(py)3]
3P
c) [Be4(µ4-O)(µ2-CH3COO)6]
3P
2
Aufgabe2:
Zeichnen sie die räumliche Struktur folgender Komplexverbindungen und geben sie
zusätzlich die Koordinationsgeometrie des Zentralions an.
a) Tri-µ-carbonyl-nonacarbonyl-tetrahedro-tetracobalt(0)
Hier nur die räumliche Struktur zeichnen!
2P
b) [Ni(CN)5]32P
c) [V(CO)6]2P
3
Aufgabe 3:
Es liegt der Komplex [Re2 -CO)3Cp*2] (Cp*: Pentamethylcyclopentadienyl) vor.
a) Liegt bei diesem Komplex eine Re-Re-Bindung vor? Geben sie beim Auftreten
einer Re-Re-Bindung an, um welchen Bindungstyp es sich handelt.
3P
b) Zeichnen sie die räumliche Struktur des Komplexes.
2P
Aufgabe 4:
a) Geben sie die Koordinationsgeometrien des Nickels in folgenden Komplexen
an:
2P
2i)
[NiCl4]
ii)
[Ni(CN)4]2-
b) Erläutern sie die Ursache für die unterschiedlichen Koordinationsgeometrien
4P
4
Aufgabe 5:
Punktgruppenbestimmung mit Hilfe des Schemas im Anhang.
Zeichnen sie die räumliche Struktur der folgenden Moleküle und bestimmen sie ihre
Punktgruppen. Geben sie die auftretenden, relevanten Symmetrieelemente beim
Gang durch das Schema an. Bsp.: H2O C2, v => C2v.
a) SO3 (monomer)
3P
b) SO323P
c) trans-Platin Vernachlässigen sie die Wasserstoffatome der Liganden
3P
d) [Ni(CO)4]
3P
5
6
Aufgabe 6:
In der nachfolgenden Abbildung sind zwei Beispiele gezeigt, wie Platinkomplexe mit
spezifischer Koordination dargestellt werden können.
Geben sie die Synthesesequenz für den unten angegebenen Komplex in Form von
Reaktionsgleichungen an.
Ihnen stehen [PtBr4]2-, Pyridin, Stickstoffmonoxid und Chloridionen in beliebiger
stöchiometrischer Anzahl zur Verfügung.
9P
7
Aufgabe 7:
Berechnen sie die Spin-Only-Werte in B jeweils für 4 und 2 ungepaarte Elektronen
und ordnen sie die Ergebnisse jeweils einem der folgenden Komplexionen zu:
[Mn(SCN6)]3[Cr(CN6)]4Begründen sie ihre Zuordnung.
8P
Aufgabe 8:
Bestimmen Sie an Hand der Ligandenfeldstabilisierungsenergie, ob es sich bei der
Verbindung Co3O4 um einen normalen oder inversen Spinell handelt. Beachten Sie
dabei, dass Co(III) auf Grund seiner großen Ligandenfeldaufspaltung in der
Oktaederlücke im low-spin Zustand vorliegt!!!
10 P
8
Aufgabe 9:
a) Erläutern sie ein elektrochemisches Verfahren zur Reinigung von Rohkupfer.
4P
b) Was versteht man unter dem Begriff Anodenschlamm?
2P
Aufgabe 10:
a) Beschreiben Sie die technische Darstellung von TiCl4 aus TiO2 (Rutil), an Hand
von einer Reaktionsgleichung.
3P
b) Aus TiCl4 kann der Ziegler-Natta Prä-Katalysator Cp2TiCl2 gewonnen werden,
welcher mittels des Co-Katalysators MAO (Methylaluminoxan) in der
Olefinpolymerisation eingesetzt wird. Bestimmen Sie die formale
Oxidationsstufe des Ti in Cp2TiCl2 sowie die Valenzelektronen des Komplexes
und beschreiben Sie kurz die Verwendung des MAO als Co-Katalysator.
5P
9
Aufgabe 11:
Ordnen sie mit < oder > -Zeichen folgende Liganden bzw. Zentralionen der
„spektrochemischen Reihe“ nach der Ligandenfeldstärke und begründen sie mit
wenigen Stichworten.
a) Pt4+
Pd4+
1P
b) V2+
Fe3+
1P
c) H2O
Cl1P
d) CN-
CO
1P
e) bipy
NH3
2P
f)
-CN-
-NC2P
10
Aufgabe 12:
Im Praktikum wurde ein Silizid hergestellt.
a) Welches Silizid und wie wurde es hergestellt (Reaktionsgleichung)?
3P
b) Was passierte bei Zugabe von Salzsäure (Reaktionsgleichung)?
3P
c) Gegeben sind die folgenden beiden Bindungsenergien:
3P
416 kJ/mol
323 kJ/mol
Ordnen Sie den Bindungsenergien der Si-H- bzw. der C-H-Bindung zu.
Begründen sie die Zuordnung und erläutern sie die Unterschiede zwischen
beiden Bindungen.
11
Aufgabe 13:
Im Praktikum wurde trans-Dichlorobis(ethylendiamin)-cobalt(III)-chlorid hergestellt.
a) Beschreiben sie kurz die Durchführung (Reaktionsgleichung).
3P
b) Warum bildet sich nicht das cis-Isomer?
2P
12