Klausur zur anorganischen Chemie II

Klausur zur anorganischen Chemie II
Prof. Dr. K. Heinze
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
11. Januar 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
Summe
Mögliche
8
8
12
12
9
4
10
8
5
10
10
7
103
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!)
K3[Mn(C2O4)3]
2P
NH4[Cr(SCN)4(TMEDA)]
3P
3P
2
Aufgabe2:
Zeichnen sie die räumliche Struktur folgender Komplexverbindungen und geben sie
zusätzlich die Koordinationsgeometrie des Zentralions an.
µ-Hydroxo-bis(pentaaquaeisen(III))-chlorid
2P
Cobalt(II)-tetrathiocyanato( S)mercurat(II)
2P
Cäsium-octafluororhenat(VII)
2P
Bis(2,2’-biypyridin)dichlororuthenium(II)
2P
3
Aufgabe 3:
Es liegt der Komplex [Re2( -O2CR)4Cl2] vor. Dieser weist eine Re-Re-Bindung auf.
a) Zeichnen Sie die räumliche Struktur des Komplexes.
2P
b) Welche Orbitale sind an der Re-Re-Bindung beteiligt? Zeichnen Sie die
entsprechenden
bindenden
Orbitalkombinationen
der
Re-Re-Bindung
schematisch und geben die Symmetrie/Bindungstyp der resultierenden
Molekülorbitale an.
8P
c) In welcher Konformation müssen die Carboxylato-Liganden hier vorliegen und
warum?
2P
4
Aufgabe 4:
Punktgruppenbestimmung mit Hilfe des Schemas im Anhang.
Zeichnen sie die räumliche Struktur der folgenden Moleküle und bestimmen sie ihre
Punktgruppen.
a) Pt(PPh3)3
Vernachlässigen sie die Phenylringe
b) [Mn(CN)6]3-
c) cis-Platin
3P
3P
Vernachlässigen sie die Wasserstoffatome der Liganden
d) Ferrocen in ekliptischer Konformation
3P
3P
5
6
Aufgabe 5:
In der nachfolgenden Abbildung ist ein Beispiel 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 [PtCl4]2-, Ammoniak, Iodid und Hydroxydionen in beliebiger
stöchiometrischer Anzahl zur Verfügung.
9P
7
Aufgabe 6:
Der Komplex [Cr(H2O)6]2+ weist eine lokale D4h-Symmetrie und nicht Oh-Symmetrie
auf.
a) Welcher Effekt liegt dieser Tatsache zugrunde?
1P
b) Nennen sie eine weitere d-Elektronen-Konfiguration bei der dieser Effekt
bevorzugt auftritt und erläutern sie, was die beiden Konfigurationen
gemeinsam haben.
3P
Aufgabe 7:
Thiospinelle sind den Spinellen des Typs AIIB2IIIO4 analog. Berechnen Sie die
Ligandenfeldstabilisierungsenergie für den Thiospinell CuCr2S4 und entscheiden Sie,
ob es sich um einen normalen oder um einen inversen Spinell handelt!
10 P
8
Aufgabe 8:
a) Nennen sie ein Verfahren zur Reinigung von Rohtitan.
2P
b) Geben sie die Reaktionsgleichung für diese Reaktion an und erläutern das
Prinzip qualitativ mit Hilfe der Gibbs-Helmholtz-Gleichung.
6P
Aufgabe 9:
[Ni(NH3)4]2+ und [Ni(en)2]2+ besitzen nahezu gleiche Standardbildungsenthalpien,
dennoch wird bei Zugabe von en zu [Ni(NH3)4]2+ bevorzugt [Ni(en)2]2+ gebildet.
a) Zeichnen sie die räumliche Struktur von [Ni(en)2]2+.
2P
b) Benennen sie diesen Effekt und begründen ihn kurz.
3P
9
Aufgabe 10:
a) Vanadium bildet einen Carbonylkomplex der Form V(CO)6. Dieser ist,
verglichen mit Cr(CO)6, nicht stabil und lässt sich leicht reduzieren. Erklären
Sie diesen Sachverhalt!
4P
b) Einige Carbonylkomplexe, z.B. Mn2(CO)10 oder Co2(CO)8, stabilisieren sich
durch Dimerisierung, V(CO)6 macht das nicht! Geben Sie den möglichen
Grund dafür an!
2P
c) Welche Eigenschaften müssen Liganden und Zentralatome besitzen, dass
Komplexe mit Koordinationszahlen von größer als 6 gebildet werden? Geben
sie ein Beispiel für einen Komplex mit einer Koordinationszahl von 8 oder 9
an.
4P
10
Aufgabe 11:
Im Praktikum haben Sie in 2 Versuchen Cyano-Komplexe hergestellt.
a) Nennen Sie einen und schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die
Synthese auf!
4P
b) Welche Metallsalzlösung sollte für die Durchführung der Synthese aus
Sicherheitsgründen an Ihrem Arbeitsplatz vorbereitet sein? Und wozu dient
sie?
1P
c) Warum verwendet man eine Lösung dieses Salzes und nicht eine Lösung
des oxidierten Salzes?
5P
11
Aufgabe 12:
Im Praktikum haben Sie rotes Quecksilbersulfid hergestellt.
a) Beschreiben Sie kurz die Durchführung (eingesetzte Chemikalien auch
nennen)!
4P
b) Im zweiten Schritt der Reaktion wurde der schwarze Zinnober in den roten
Zinnober umgewandelt. Was ist die Triebkraft dieser Reaktion? Erklären Sie!
3P
12