Probeklausur zur anorganischen Chemie II

Probeklausur zur anorganischen Chemie II
Prof. Dr. K. Heinze
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
xx. xxxx xxx
xx - xx 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,
keine Mobil-Telefone, u.ä.
Unterschreiben Sie bitte die Klausur auf der letzten Seite
Name :
___________________________________________
Matrikel-Nr.: ___________________________________________
Studienfach: ___________________________________________
Aufg.
1
2
3
4
5
6
7
8
Mögliche
9
10
11
12
Summe
100
Punkte
Erreichte
Punkte
100 – 94
93 – 88
87 – 82
81 – 76
75 – 71
70 – 66
65 – 62
61 – 58
57 – 54
53 – 50
49 – 0
Notenschlüssel
1,0
1,3
1,7
2,0
2,3
2,7
3,0
3,3
3,7
4,0
5,0 nicht bestanden
Note:_______________
1
Aufgabe 1:
Zeichnen sie die räumliche Struktur folgender Komplexverbindungen, benennen Sie sie
systematisch nach IUPAC und geben die Elektronenkonfiguration des Zentralatoms an.
Verwenden Sie als Basis die Elektronenkonfiguration des vorhergehenden Edelgases.
Zeichnen Sie falls nötig, alle möglichen Stereoisomere an. Verwenden Sie ggf. κNomenklatur,
Konfigurationsindizes
oder
Stereodeskriptoren
zur
eindeutigen
Beschreibung im Namen.
a) [Co(en)3]Cl3
4P
Name(n):
Elektronenkonfiguration:
________
b) [RuCl3(py)3]
4P
Name(n):
Elektronenkonfiguration:
________
2
Aufgabe2:
Zeichnen sie die räumliche Struktur folgender Komplexverbindungen und geben sie
zusätzlich die idealisierte Koordinationsgeometrie des Zentralions an.
a) trans-Aquabis(ethylendiamin)(KS-thiocyanato)cobaltat(III)-nitrat
2P
b) OC-6-2-2 Na2[OsCl2Br2I2]
4P
3
Aufgabe 3:
Es liegt der Komplex [Cr2(μ-ac)4(H2O)2] (ac = acetato) vor.
a) Zeichnen Sie die räumliche Struktur des Komplexes.
2P
b) Welche d-Elektronenkonfiguration weist das Cr hier auf? Skizzieren Sie die Bindung
in diesem Komplex mit Hilfe von Orbitalmodellen.
4P
4
Aufgabe 4:
a) Geben sie die Koordinationsgeometrien des Nickels in folgenden Komplexen an:
2P
2-
i)
[NiCl4] :
_______________________
ii)
[Ni(CN)4]2-:
_______________________
b) Erläutern sie die Ursache für die unterschiedlichen Koordinationsgeometrien mit
Hilfe der Aufspaltung der d-Orbitale.
8P
5
Aufgabe 5:
Punktgruppenbestimmung mit Hilfe des Fließ-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 und σv  Punktgruppe C2v.
a) TBPY-5-[Ni(CN)5]3–
3P
b) SPY-5-[VOCl4]–
3P
c) trans-Platin (vernachlässigen sie die Wasserstoffatome der Liganden)
3P
d) [Ni(CO)4]
3P
6
7
Aufgabe 6:
In der nachfolgenden Abbildung sind zwei Beispiele gezeigt, wie Platin(II)-Komplexe mit
definierter Konstitution dargestellt werden können. Daran können Sie die relative Stärke
der trans-Effekte der verwendeten Liganden ablesen.
Retrosynthese: Geben Sie die Synthesesequenz für den unten angegebenen PlatinKomplex in Form von vollständigen Reaktionsgleichungen an. Ihnen stehen [PtBr4]2-,
Pyridin, Stickstoffmonoxid und Chloridionen in beliebiger Menge zur Verfügung.
Benennen Sie den unten gezeigten heteroleptischen Komplex eindeutig mit Hilfe des
Konfigurationsindex.
10 P
Synthesesequenz:
Konfigurationsindex:
_______________________
8
Aufgabe 7:
Beide Komplexanionen [Mn(SCN)6]3– und [Cr(CN)6]4– sind paramagnetisch.
a) Viele ungepaarte Elektronen erwarten Sie jeweils?
b) Wie groß ist dementsprechend das magnetische Moment (spin-only)?
6P
[Mn(SCN)6]3–:
____ ungepaarte Elektronen; µspin-only = ______________ µB
[Cr(CN)6]4–:
____ ungepaarte Elektronen; µspin-only = ______________ µB
9
Aufgabe 8:
a) Zeichnen Sie zweimal das Anionengitter der Elementarzelle eines Spinells MM‘2O4
und zeichnen Sie in eine Elementarzelle eine Oktaederlücke und in die andere
Elementarzelle eine Tetraederlücke ein.
6P
b) Bestimmen Sie an Hand der Ligandenfeldstabilisierungsenergie, ob es sich bei der
Verbindung Co3O4 um einen normalen oder einen inversen Spinell handelt.
Beachten Sie dabei, dass Co(III) aufgrund seiner großen Ligandenfeldaufspaltung
in der Oktaederlücke im low-spin Zustand vorliegt.
10 P
10
Aufgabe 9:
a) Erläutern sie ein elektrochemisches Verfahren zur Reinigung von Rohkupfer
anhand einer Skizze und von Reaktions(teil)gleichungen.
5P
b) Was versteht man unter dem Begriff Anodenschlamm? Nennen Sie zwei Elemente,
die darin enthalten sein können.
2P
11
Aufgabe 10:
a) Nennen Sie zwei wichtige Titan-haltige Mineralien (Name und Formel).
2P
Name _____________
Formel ________________
Name _____________
Formel ________________
b) Beschreiben Sie die technische Darstellung von TiCl4 aus TiO2 anhand einer
vollständigen Reaktionsgleichung.
3P
c) Aus TiCl4 kann der Prä-Katalysator TiCl2Cp2 gewonnen werden, welcher mittels des
Co-Katalysators MAO (Methylaluminoxan) in der Olefinpolymerisation eingesetzt
wird. Bestimmen Sie die formale Oxidationsstufe des Titans in TiCl2Cp2 sowie die
Valenzelektronenzahl des Komplexes und beschreiben Sie kurz die Aufgabe von
MAO als Co-Katalysator.
5P
12
Aufgabe 11:
Ordnen sie mit „<“ oder „>“-Zeichen folgende Liganden bzw. Zentralionen der
„spektrochemischen Reihe“ nach der Ligandenfeldstärke und begründen Sie jeweils mit
wenigen Stichworten.
a) Pt4+
Pd4+
1P
b) V2+
Fe3+
1P
c) CN–
CO
1P
d) bipy
NH3
2P
e) κ-CN–
κ-NC–
2P
13
Aufgabe 12:
Im Praktikum wurde das Präparat xx hergestellt.
a) Schreiben Sie die Reaktionsgleichung der Synthese auf!
3P
b) Ergänzende Fragen zum Präparat…
2P
c) Ergänzende Fragen zum Präparat…
1P
_________
_________ ______________________________
Ort
Datum
Unterschrift
14