Probeklausur zur anorganischen Chemie II

Transkript

1 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 Summe Mögliche Punkte Erreichte Punkte Notenschlüssel , , , , , , , , , , ,0 nicht bestanden 100 Note: 1

2 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. κ- Nomenklatur, Konfigurationsindizes oder Stereodeskriptoren zur eindeutigen Beschreibung im Namen. a) [Co(en) 3 ]Cl 3 4 P Name(n): Elektronenkonfiguration: b) [RuCl 3 (py) 3 ] 4 P Name(n): Elektronenkonfiguration: 2

3 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 2 P b) OC Na 2 [OsCl 2 Br 2 I 2 ] 4 P 3

4 Aufgabe 3: Es liegt der Komplex [Cr 2 (μ-ac) 4 (H 2 O) 2 ] (ac = acetato) vor. a) Zeichnen Sie die räumliche Struktur des Komplexes. 2 P b) Welche d-elektronenkonfiguration weist das Cr hier auf? Skizzieren Sie die Bindung in diesem Komplex mit Hilfe von Orbitalmodellen. 4 P 4

5 Aufgabe 4: a) Geben sie die Koordinationsgeometrien des Nickels in folgenden Komplexen an: 2 P i) [NiCl 4 ] 2- : ii) [Ni(CN) 4 ] 2- : b) Erläutern sie die Ursache für die unterschiedlichen Koordinationsgeometrien mit Hilfe der Aufspaltung der d-orbitale. 8 P 5

6 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.: H 2 O C 2 und σ v Punktgruppe C 2v. a) TBPY-5-[Ni(CN) 5 ] 3 3 P b) SPY-5-[VOCl 4 ] 3 P c) trans-platin (vernachlässigen sie die Wasserstoffatome der Liganden) 3 P d) [Ni(CO) 4 ] 3 P 6

7 7

8 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 Platin- Komplex in Form von vollständigen Reaktionsgleichungen an. Ihnen stehen [PtBr 4 ] 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

9 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)? 6 P [Mn(SCN) 6 ] 3 : ungepaarte Elektronen; µ spin-only = µ B [Cr(CN) 6 ] 4 : ungepaarte Elektronen; µ spin-only = µ B 9

10 Aufgabe 8: a) Zeichnen Sie zweimal das Anionengitter der Elementarzelle eines Spinells MM 2 O 4 und zeichnen Sie in eine Elementarzelle eine Oktaederlücke und in die andere Elementarzelle eine Tetraederlücke ein. 6 P b) Bestimmen Sie an Hand der Ligandenfeldstabilisierungsenergie, ob es sich bei der Verbindung Co 3 O 4 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

11 Aufgabe 9: a) Erläutern sie ein elektrochemisches Verfahren zur Reinigung von Rohkupfer anhand einer Skizze und von Reaktions(teil)gleichungen. 5 P b) Was versteht man unter dem Begriff Anodenschlamm? Nennen Sie zwei Elemente, die darin enthalten sein können. 2 P 11

12 Aufgabe 10: a) Nennen Sie zwei wichtige Titan-haltige Mineralien (Name und Formel). 2 P Name Formel Name Formel b) Beschreiben Sie die technische Darstellung von TiCl 4 aus TiO 2 anhand einer vollständigen Reaktionsgleichung. 3 P c) Aus TiCl 4 kann der Prä-Katalysator TiCl 2 Cp 2 gewonnen werden, welcher mittels des Co-Katalysators MAO (Methylaluminoxan) in der Olefinpolymerisation eingesetzt wird. Bestimmen Sie die formale Oxidationsstufe des Titans in TiCl 2 Cp 2 sowie die Valenzelektronenzahl des Komplexes und beschreiben Sie kurz die Aufgabe von MAO als Co-Katalysator. 5 P 12

13 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) Pt 4+ Pd 4+ 1 P b) V 2+ Fe 3+ 1 P c) CN CO 1 P d) bipy NH 3 2 P e) κ-cn κ-nc 2 P 13

14 Aufgabe 12: Im Praktikum wurde das Präparat xx hergestellt. a) Schreiben Sie die Reaktionsgleichung der Synthese auf! 3 P b) Ergänzende Fragen zum Präparat 2 P c) Ergänzende Fragen zum Präparat 1 P Ort Datum Unterschrift 14