Komplexe. i = 1 ; i 2 = 1

Transkript

1 Komplexe i = 1 ; i 2 = 1

2 Komplexchemie 1. Überblick/ Rückblick Bindungslehre 2. Hinweise auf eine vierte Art von Bindung 3. Was sind Komplexe? Bau, Geometrie, Nomenklatur 4. Exkurs: Orbitaltheorien 5. Komplexreaktionen und Stabilität von Komplexen 6. Chelatkomplexe 7. Komplexe in Natur und Technik

3 Rückblick Bindungslehre

4 Überblick/ Rückblick Bindungslehre Die Elemente kommen in der Natur so gut wie nie einzeln (atomar) vor (Ausnahme: Edelgase). Erst Zusammenschlüsse (Verbindungen) von Atomen bilden stabile Stoffe (Metalle, Salze, Moleküle). In stabilen Stoffen haben die enthaltenen Atome eine Elektronenkonfiguration, die der von Edelgasen entspricht. Diese Konfiguration kann erreicht werden, indem Atome überzählige Elektronen abgeben (Metalle) oder zusätzliche Elektronen aufnehmen (Nichtmetalle). Die ersten Glieder der Gruppe der Edelgase haben folgenden Elektronenzahlen: He: 2; Ne: 10; Ar: 18 (entspr. 2x Periodenzahl 2 ) --> Spezialfall der Edelgasregel: Oktettregel; 18-Elektronenregel

5 Rekapitulationsfragen I Metallische Bindung: - Wie entledigen sich Metallatome ihrer überschüssigen Elektronen im Metallgitter? - Was ist Elektronengas? - Wieso stossen sich die positiven Atomrümpfe der Metallatome nicht gegenseitig ab? - Wieso verringert sich die Leitfähigkeit von Metallen beim Erhitzen? - Aus welchem Grund sind Metalle nicht spröde, sondern duktil (verformbar)?

6 Die Metallbindung Einzelne Metallatome geben ihre überzähligen Elektronen ab. Sie sind als Elektronengas keinem Atomrumpf mehr zugeordnet. Der Zusammenhalt im Metallgitter kommt durch die gegenseitige Anziehung von positiven Atomrümpfen und Elektronengas zustande.

7 Elektronengas

8 Rekapitulationsfragen II Ionische Bindung: - Was passiert bei der Bildung von NaCl aus Natrium und Chlor auf der Ebene der Elektronen? - Warum bilden Ionen dreidimensionale Gitter? - Wie kann man sich die Sprödigkeit von Salzen erklären? - Warum sind feste Salze nicht elektrisch leitfähig, Salzschmelzen hingegen schon? - Warum haben Salze hohe Schmelzpunkte? - Was passiert beim Lösen von Salzen und warum sind manche Salze unlöslich?

9 Salze/ Ionenverbindungen Metalle geben ihre Valenzelektronen ab (Kationen), Nichtmetalle nehmen Elektronen auf (Anionen). Es entstehen Ionen. Negative und positive Ionen ziehen sich gegenseitig an.

10 Entstehung von Salzen Salze entstehen bei der Reaktion von Metallen mit Nicht- Metallen. Auch Kochsalz (NaCl) kann so hergestellt werden.

11 Rekapitulationsfragen III Molekülbindung (kovalente Bindung, Atmobindung): - Wie schaffen es Nichtmetalle ihren Elektronenmangel zu beheben? - Warum bilden molekulare Stoffe seltener Gitter? - Was ist ein gemeinsames Elektronenpaar? - Was ist der Unterschied zwischen einer Verhältnisund eine Molekülformel? - Welche zwischenmolekularen Kräfte gibt es? - Wie kann die dreidimensionale Struktur von Molekülen vorausgesagt werden?

12 Moleküle Nichtmetalle, die jeweils zu wenige Elektronen besitzen, teilen sich Elektronen (gemeinsames Elektronenpaar).

13 Zusammenfassung Bindungen 1. Metalle geben ihre überschüssigen Elektronen als Elektronengas frei --> Metallbindungen. 2. Metalle geben ihre überschüssigen Elektronen komplett an Nichtmetalle ab. Dabei entstehen Ionen, die ungleichnamig geladen sind und durch elektrostatische Kräfte ein Ionengitter bilden --> Ionenbindung (Salze). 3. Nichtmetalle erhalten zusätzliche Elektronen von Metalle (siehe 2.). 4. Nichtmetalle teilen sich Elektronen, um ihren Elektronenmangel zu beheben. Es entstehen gemeinsame Elektronenpaare --> Atombindung.

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15 Komplexe gegen Krebs

16 Hinweis auf eine vierte Bindungsart Es sind vier Reagenzgläser vorhanden. 1. Natriumsulfat (weiss) wird gelöst. 2. Kupfersulfat (weisslich) wird gelöst. V 3. Natriumchlorid (weiss) wird gelöst. 4. Natriumchlorid (fest) wird zur Kupfersulfatlösung gegeben. 5. Kupfersulfat (weisslich) wird in HCl gelöst. Salze bestehen aus stabilen Ionen, die sich in Wasser lediglich trennen, aber keine eigentlich chemische Reaktion eingehen. Wasser und HCl sind stabile Moleküle. Welche Beobachtungen machst du? Welche Ionen sind für die Farben zuständig? Welche Rolle spielt das Wasser?

17 Komplex(verbindungen; Koordinationsverbindungen) - Salze lösen sich in Wasser. Dabei entstehen freie Ionen. - Salze und Ionen sind nach der Edelgasregel stabile Teilchen. - Wasser ist ein stabiles Molekül. Dennoch interagieren in bestimmten Salzlösungen die Wassermoleküle mit den Metallkationen. Zusammenlagerungen/ Aggregate von an sich stabilen Teilchen nennt man KOMPLEXE. Sie bestehen aus einem Zentralteilchen (meist ein Ion; meist von einem Übergangsmetall) und Liganden (Anzahl der Liganden --> Koordinationszahl)

18 Komplexe etwas genauer! Wie ihr schon erfahren habt (Praktikum) gibt es verschiedene Liganden, welche mit demselben Zentralteilchen unterschiedliche Komplexe bilden. Es kommen in Frage: Anionen (z.b. Cl - ) oder Dipolmoleküle (z.b. NH 3, H 2 O...), welche mind. ein freies Elektronenpaar besitzen. --> Man spricht also von Ion-Ion- oder Ion- Dipolkomplexen. Die Elektronenpaare der Liganden dienen als Bindungselektronen (vgl. Atombindung). Sie besetzen sehr häufig freie d-orbitale (Erklärung kommt noch!) der Übergangsmetallionen. Die zustande gekommenen koordinativen Bindungen, sind mehr oder weniger polar und mehr oder weniger stabil.

19 Noch ein unerklärliches Phänomen 1. Ein Eisennagel wird in eine Lösung von Kupfersulfat gegeben. V 2. Eine Kupfersulfatlösung wird mit Ammoniak (NH 3 ) versetzt. 3. Ein Kupfernagel wird in die ammoniakalische Kupfersulfatlösung gegeben. Was beobachtest du am Eisennagel? Wie verändert sich die Farbe der Lösungen? Welche Rolle spielt der Ammoniak?

20 Was erwartest du? Es sind zwei Lösungen mit Komplexen vorhanden: 1. Kupferkomplex mit Cl - 2. Kupferkomplex mit NH 3 3. Kobaltkomplex mit NH 3 Was passiert bei der Zugabe von H 2 O? Welche Farbe wird die Lösung annehmen? V Welcher Komplex wird entstehen?

21 Namen von Komplexen In den bisher gezeigten Versuchen entstanden u.a. Komplexe mit dem Zentralion Cu 2+ und mit verschiedenen Liganden. Die Komplexe haben die folgenden Formeln: [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ --> hellblau [CuCl(H 2 O) 5 ] + --> grün [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ --> tief dunkelblau Es handelt sich um Komplexkationen (positiv geladene Ionen). Wie werden diese Ionen benannt? Aufgabe: Lies den Text zur Nomenklatur. Versuchen die Namen der Komplexe rechts unten auf dem Blatt nachzuvollziehen. Benenne folgende Komplexe/ Komplexionen/ Komplexsalze: K[Fe(CN) 6 ]; Na[Al(OH) 4 ]; [Ni(CN) 4 ]Cl 2 ; [Fe(CO) 5 ]; Ca[Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] Wir lösen gemeinsam!!!

22 Komplexnomenklatur 1. Ist der Komplex in einem Salz enthalten, so wird, wie bei normalen Salzen zunächst das Kation, dann das Anion benannt. 2. Innerhalb des Komplexes werden als erstes die Liganden benannt, wobei anionische vor neutralen Liganden stehen. Die Anzahl wird mit griechischen Zahlwörtern angegeben. 3. Ist der Komplex kationisch oder neutral, wird das Zentralteilchen mit seinem normalen Namen benannt, ist er anionisch erhält das Zentralteilchen seinen lateinischen Namen mit der Endung -at Bsp.: K[Fe(CN) 6 ]...Kalium-hexacyanoferrat Na[Al(OH) 4 ]...Natrium-tetrahydroxoaluminat [Ni(CN) 4 ]Cl 2...Tetracyanonickel-chlorid [Fe(CO) 5 ]...Pentacarbonyleisen

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24 Cyanidlaugerei Gewinnung von Gold: - Amalgamverfahren mit Quecksilber (sehr giftig!) - Bildung von Cyanokomplexen durch Zufügen von NaCN an der Luft zu gemahlenem Erz: 4 Au + 8 CN H 2 O + O 2 --> 4 [Au(CN) 2 ] OH - - Gewinnung des Gold durch Austausch des Zentralions: 2 [Au(CN) 2 ] - + Zn --> [Zn(CN) 4 ] Au

25 Was wissen wir schon? - Komplexe sind Verbindungen aus Bestandteilen, die eigentlich schon stabil wären (Ionen, Moleküle). - Komplexe bestehen aus einem Zentralteilchen (meist Zentralion; meist Kation eines Übergangsmetalls) - Das Zentralion ist von Liganden umgeben, deren Zahl die Koordinationszahl (KZ) ist. - Die Liganden sind mehr oder weniger fest an das Zentralion gebunden, so dass dieses z.t. nicht mehr für andere Reaktionen zur Verfügung steht. - Die schwach gebundenen Liganden können gegen andere ausgetauscht werden. - Komplexe haben lange Namen :-)!

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27 Besprechung Praktikum I 1. Kristallwasser: CuSO 4 x5h 2 O; CoCl 2 x6h 2 O; NiSO 4 x6h 2 O In wässriger Lösung bilden sich Aquakomplexe. Beim Verdunsten des H 2 O werden die Wassermoleküle ins Kristallgitter eingebaut. Das Kristallwasser muss bei der Berechnung des MW beachtet werden. 2. Cobaltkomplexe: Zugabe von HCl (viel Cl - -Ionen) führt zum Austausch der H 2 O-Moleküle gegen die Ionen. Die Komplexe stehen in einem Gleichgewicht. Was geschieht beim Lösen von CoCl 2 in wenig Wasser?

28 Besprechung Praktikum I 2. Cobaltkomplexe: Bei der Zugabe von NaCl (fest) kann kein blauer Cobaltkomplex erhalten werden (Konz. zu gering). Beim Erhitzen der Lösung mit NaCl färbte sie sich blau. Die Aqua- und Chloro-Komplexe stehen im GG, welches nicht nur durch Konz.-Veränderungen, sondern auch durch Temp.-Veränderung verschoben werden kann. 3. Cobaltkomplexe: Bei der Zugabe von NH 3 fällt zunächst blaues Co(OH) 2 aus, welches sich bei weiterer Zugabe wieder auflöst (Komplexierung; brauner Komplex).

29 Besprechung Praktikum I 4. Nickelkomplexe: Bei der Zugabe von NH 3 zur NiSO 4 -Lösung entsteht ebenfalls der Amminkomplex. Wird zu diesem Komplex der HexaAmminCobalt- Komplex gegeben Silberkomplexe: Der erste Schritt ist die Zugabe von Silbernitratlösung zu NaCl-Lösung. Es ergibt sich ein Niederschlag. Was ist passiert? Was fällt aus? Bei Zugabe von NH 3 löst sich der Niederschlag wieder auf. Stichwort: Komplexierung

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31 Einstieg: Glycinkupfer Im Praktikum habt ihr wunderbar blaues Glycinkupfer (ein neutraler Komplex) hergestellt. Glycin ist die einfachste Aminosäure, aus der die Eiweisse aufgebaut sind. Glyinc-Komplexe mit anorganischen Matallionen werden in Tierfutter zur Versorgung mit Spurenelementen eingesetzt. Was ist der Vorteil zu Kupfersalzen?

32 Besprechung Praktikum I Silberkomplexe: - Der erste Schritt ist die Zugabe von Silbernitratlösung zu NaCl-Lösung. Es ergibt sich ein Niederschlag. Was ist passiert? Was fällt aus? Bei Zugabe von NH 3 löst sich der Niederschlag wieder auf. Stichwort: Komplexierung - Bei der Zugabe von KBr entstand wiederum ein Niederschlag. Das Silberion wurde aus dem schwachen Komplex entfernt. - Dieses Salz konnte durch Zugabe von Thiosulfat- Anionen erneut komplexiert werden. - Kaliumiodid, mit seinen I - -Anionen schaffte es wieder das Silber aus dem Komplex zu entfernen. Es entstand gelbliches, festes Silberiodid.

33 Wie sind die Komplexe dreidimensional aufgebaut?

34 Struktur von Komplexen Das Entstehen von Aggregaten aus, an sich stabilen Ionen und Molekülen kann auf verschiedene Arten erklärt werden. + Eine einfache Erklärung wäre die der gegenseitigen Anziehung positiv und negativ geladener Ionen bzw. die Wechselwirkung eines Ions mit einem polaren Molekül. Dabei stellen die Liganden freie Elektronenpaare zur Verfügung und das Zentralteilchen nutzt diese zusätzlichen Elektronen zur Erreichung noch stabilerer Zustände. _ Auf Grund der gegenseitigen Abstossung der Liganden ergeben sich daraus ganz bestimmte räumliche Strukturen, die aus dem EPA-Modell abgeleitet werden können.

35 Elektronenpaar- Abstossungsmodell (EPA) 1. Bindende und freie Elektronenpaare ordnen sich um den Rumpf so an, dass sie einen möglichst großen Abstand voneinander haben. 2. Nicht-bindende Elektronenpaare beeinflussen die Gestalt (mehr Raum) des Moleküls. 3. Mehrfachbindungen bilden eine Einheit.

36 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [Cu(H 2 O) 6 ] 2+

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38 Einstieg: Fotografie Beim Belichten eines Films entstehen an den hellen Stellen zunächst Silberionen, die dann zu metallischem Silber reduziert werden. Das nicht belichtete Silberbromid wird aus dem Film herausgelöst. Die geschieht (wie im Praktikum) durch Komplexierung des schwerlöslichen Salzes mit Thiosulfationen. Erst dann darf der Film wieder ans Licht gelangen.

39 Werners Koordinationslehre Die Theorie zur Erklärung der Struktur von Komplexen wurde von Alfred Werner vor über 100 Jahren in Zürich quasi über Nacht aufgestellt und basierte nur auf Vermutungen. Später konnte die Theorie aber durch die Herstellung tausender Substanzen bewiesen werden, deren untersuchte Eigenschaften mit dem Theorie in Einklang standen. Unter anderem arbeitete Werner mit dem Komplex [CoCl 2 (NH 3 ) 4 ] Cl. Er konnte zwei verschiedene Salze mit dieser Summenformel herstellen (eines war grün, das andere violett). Mit dem Wissen über die Struktur der Komplexe, versuche eine Erklärung für die unterschiedlichen Eigenschaften zu finden und zeichne beide möglichen Komplexe auf. Benenne sie!

40 Isomerie bei Komplexen cis...zu-sammen; trans...auseinander Wieviele mögliche Isomere gibt es?

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42 Wie reagieren Komplexe? - Ligandenaustausch und was noch? Wann reagieren Komplexe? - Stabilität von Komplexen

43 Reaktionen von Komplexen - Aquakomplexe sind wenig stabil. Die Wassermoleküle sind nur schwach gebunden. - Die Liganden können durch andere ersetzt werden. - Bei diesen Ligandenaustauschreaktionen bleibt die Koordinationszahl oft erhalten (muss aber nicht). - Sind zwei Komplexe ähnlich stabil stellt sich ein konzentrationsabhängiges Gleichgewicht ein. [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ + Cl - [CuCl(H 2 O) 5 ] + - Eine eher selten auftretende Reaktion ist der Austausch des Zentralteilchens.

44 Tausch des Zentralteilchens Geht in 4er-Gruppen zusammen und führt folgenden Versuch am Platz (leerer Tisch) durch. Achtung! Konz. HCl und konz. NH 3 st ätzend (Hände waschen!!!) 1. Gib etwas (1cm hoch) 0,1M Kupfersulfatlösung in ein RG. 2. Tropfe etwas (ca. 0,5cm hoch) konz. HCl hinzu. Was passiert? Notiere deine Beobachtungen! 3. Gib eine Spatelspitze Kupferpulver zu und schüttle. Was passiert? Was kannst du beobachten? 4. Lasse den Zustand des Experimentes kontrollieren. 5. Gib zunächst nur ca. 3 Tropfen konz. NH 3 zu und beobachte. Schüttle leicht. Gib dann nach und nach mehr NH 3 und beobachte weiter. 6. Schüttle dann auch einmal stärker. Was passiert?

45 Was passierte? Siehe Tafel!!!

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47 Einstieg: Wasserenthärtung Bestimmte Ionen (Ca 2+ und Mg 2+ ) im Wasser beeinflussen dessen Geschmack und Verarbeitbarkeit. Wie können diese Ionen entfernt oder maskiert werden? - Fällung - Komplexierung: Na 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] x 27H 2 O = Zeolith A - Ionentauscher: Pentanatriumtriphosphat (Na 5 P 3 O 10 ); Nitriloessigsäure (NTA); Ethylendiamintetraacetat (EDTA)

48 Farbspiel RG1: Eisen(III)chlorid wird in Wasser gelöst. RG2: Kaliumchlorid wird in Wasser gelöst. Etwas von RG 1. wird zu RG 2. gegeben. = RG3 Kaliumthiocyanatlösung (KSCN) wird zu Reagenzglas 1. gegeben. RG4: Natriumchlorid wird in Wasser gelöst und etwas von RG 3. wird dazu gegeben. Natriumfluoridlösung wird zu RG 3. gegeben. Versuche nachzuvollziehen was gemacht wurde. Welche Teilchen sind für die Farbänderungen verantwortlich? Was kannst du über die Stabilität der Komplexe aussagen? V

49 Stabilität von Komplexen Der Komplex von Fe 3+ -Ionen mit Wasser ist wenig stabil. Er wird durch Zugabe von SCN - -Ionen verändert. Der Komplex von Eisen und F - -Ionen ist noch stabiler. Zugabe von SCN - -Ionen führt nicht zu dessen Veränderung. Ebenso verhält es sich mit dem Kupferhexachlorokomplex, der durch Verdünnung in den Hexaaquakomplex umgewandelt werden kann, wohingegen der Kupfertetraaminkomplex durch Wasser nur verdünnt wird.

50 Stabilität von Komplexen Inzwischen hast du eine Vielzahl von Lösungen mit Komplexen gesehen und auch wie sich Komplexe verändern lassen. Es kamen dabei stabile und weniger stabile Komplexe vor. Komplexe mit Wasser sind instabil und so können aus ihren Lösungen andere Komplexe hergestellt werden. Der Kupferkomplexe mit Ammoniak ist stabil. Er wird durch Wasserzugabe nur verdünnt und das Zentralion steht nicht für die typischen Reaktionen zur Verfügung. Die Stabilität von Komplexen kann mit Hilfe der Komplexbildungs- bzw. -dissoziationskonstante ausgedrückt werden.

51 Komplexbildungskonstante Komplexdissoziationskonstante Gibt man ein Komplexsalz bzw. einen neutralen Komplex in Wasser, so ist es möglich, dass die Liganden durch Wassermoleküle ersetzt werden bzw. dass, verinfacht gesagt, der Komplex dissoziiert. Aufgabe: - Stelle die Dissoziation des Diaminsilberkations in seine Bestandteile mit einer Reaktionsgleichung dar. - Stelle das MWG auf. Die Gleichgewichtskonstante entspricht in diesem Fall der Komplexdissoziationskonstante K D. Der Umkehrwert ist die Komplexbildungs- oder Stabilitätskonstante. Wie sehen die Werte für einen stabilen Komplex aus?

52 Aufgabe Mit den folgenden Werte, führe eine Berechnung durch: K D ([Ag(NH 3 ) 2 ] + ) = 6x10-8 mol 2 /l 2 Löslichkeitsprodukt K L (AgCl) = 2x10-10 mol 2 /l 2 Wie viel (Masse in g) Silberchlorid kann maximal in 1l einer 0,1M Ammoniaklösung gelöst werden?

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54 Farbigkeit - Wir sehen Licht/ Farben, welches bestimmten Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums entspricht. - Man unterscheidet strahlende Körper (Emission) und Stoffe, welche Licht absorbieren. - Absorption kommt durch die Anregung von Elektronen zustande.

55 Aufgabe: Chelatkomplexe Zu einigen der sehr stabilen Komplexe gehören solche mit Liganden, die mehr als eine Bindungsstelle besitzen, sog. Chelatliganden. Lies den ausgeteilten Infotext zu Chelatkomplexen. Lies ihn langsam und versuche ihn zu verstehen. Frage bei Bedarf nach. Versuche herauszufinden, woher das Wort Chelat stammt. Kannst du in den dreidimensionalen Zeichnungen die angegebenen Moleküle wieder erkennen? Schreibe dir heraus, wozu Chelatliganden eingesetzt werden können. Nach dem Lesen siehst du noch einen Versuch!!!

56 Es ist noch nicht geklärt, warum und wie viele Liganden an ein Zentralteilchen binden und warum manche Komplexe stabiler sind als andere. Auch warum Komplex farbig erscheinen ist noch unklar.

57 Komplexbindungstheorien Lies den ersten Teil des Textes zu den Komplexbindungstheorien. Mit der Annahme, das Zustandekommen von Komplexbindungen beruhe nur auf der Edelgasregel, wie viele Liganden müssten die folgenden Zentralionen binden? Al 3+, Fe 2+, Co 3+ und Zn 2+ Welche räumliche Anordnung ist für die gefundenen Liganden (Koordinationszahl) nach dem Elektronenpaarabstossungsmodell nur möglich?

58 Rekapitulation Elektronen - Elektronen, die um einen Atomkern vorhanden sind, haben unterschiedliche Energie --> Elektronenschalen - Die Energie von Elektronen kann sich nur in festgelegten Paketen (Quanten) verändern --> Linienspektren

59 Rekapitulation Elektronen - Man unterscheidet die Energieniveaus der Schalen mit Hilfe der Hauptquantenzahl n. - Man findet das in eine Schale 2n 2 Elektronen passen. - Die Energie der Elektronen innerhalb einer Schale ist ebenfalls unterschiedlich und man unterscheidet sie mit der Nebenquantenzahl l. - Die Zahl der Unterschalen entspricht n. Man bezeichnet die Energieniveaus mit s (2e - ), p (6e - ), d (10e -) und f (14e - ).

60 Rekapitulation Elektronen Die zweite Schale enthält acht Elektronen. Diese sitzen in zwei Unterschalen. Das Diagramm der Ionisierungsenergien enthält mehrere Sprünge. Der erste kennzeichnet die Füllung der ersten Unterschale (l=0). Der zweite die halbe Füllung der zweiten Unterschale (l=1). Und der dritte die Komplette Füllung der zweiten Unterschale. Daraus kann man die Hund sche Regel ableiten, wonach zunächst die Unterschalen halb gefüllt werden, also ungepaarte Elektronen auftreten. Aufgabe: Wie viele Elektronen passen in die 3. Schale (n=3)? Welche Nebenquantenzahlen kommen vor? Welche Unterschalen werden bei den Nebengruppenmetallen der 4. Periode gefüllt? Wie lautet die Elektronenkonfiguration von Zn?

61 Rekapitulation Orbitale - Genau wie Licht, verhalten sich Elektronen teilweise wie Wellen. - Es kann nicht vorausgesagt werden, an welcher Stelle ein einzelnes Elektron auftrifft --> Unschärferelation - Elektronen, die um einen Kern gefangen sind, schwingen als dreidimensionale stehende Wellen --> Quadrat der Wellenfunktion entspricht Aufenthaltswahrscheinlichkeit --> Räumliche Verteilung = Orbital

62 Orbitale Berechnet man die Wellenfunktion für die Elektronen verschiedener Haupt- und Nebenquantenzahlen, so kann man die räumliche z Aufenthaltswahrscheinlichkeit erhalten. Jedes Orbital kann mit maximal zwei Elektronen y x besetzt sein. Es gibt px, py, pz, dxy, dxz, dyz, dx2-y2, dz2

63 Hybridisierung Durch die Kombination der Wellenfunktionen verschiedener Orbitale entstehen neue Wahrscheinlichkeitsverteilungen, welche räumlich verschiedene Anordnung von Elektronen zeigen. Dies ist nötig um die räumliche Anordnung bestimmter Moleküle zu erklären.

64 Wie kommt denn nun die Farbe zustande? Warum können Komplexe mit der KZ 4 quadratisch eben sein. Sind Vorhersagen möglich?

65 Farben von Cobaltkomplexen Es sind Cobaltkomplexe mit den Liganden en, H 2 O, NO 2-, Cl -, SCN - und NH 3 vorhanden. Je stärker ein Ligand die Energie der d-orbitale aufzuspalten vermag, desto energiereicher ist das absorbierte Licht. Mit diesem Wissen, ordne die Liganden den vorne stehenden Komplexen zu. Erstelle eine Reihenfolge der Stärke der Liganden. Auch die Zentralteilchen unterschiedliche stark auf. Ordne Ni 2+, Co 2+, Fe 3+.