Übung 8 (Reaktivität der Elemente)
1. Alkalimetalllösungen in flüssigem Ammoniak sind starke Reduktionsmittel.
Reduzierend wirken hierbei solvatisierende Elektronen [e(NH3)m]-. Vervollständigen Sie die folgenden Reaktionsgleichungen entsprechend der vorgegebenen Stöchiometrie:
RC CH
RHC CH2
GeH4 + [e(NH3)m] - + [e(NH3)m] -
AsH3 + [e(NH3)m] -
R2S + [e(NH3)m] - Ge2H6 + 2 [e(NH3)m] -
S8 + 2 [e(NH3)m] -
C2H5Br + 2 [e(NH3)m] -
+ 2 [e(NH3)m] -
+ NH3
+ 2 NH3
s. N.N. Greenwood, A. Earnshaw, “Chemie der Elemente”, Kap. Alkalimetalle (Lösungen in fl. Ammoniak)
2. Weisser Phosphor P4 wird mit einem Alkalimetall MI, z.B. Natrium, in verschiedenen stöchiometrischen Verhältnissen reduziert. Ermitteln Sie für jede Umsetzung die Summenformel des Produkts. Machen Sie ausserdem einen Strukturvorschlag (Valenzstrichformel) für das jeweilige Anion und bestimmen Sie die formalen Oxidationszahlen für die einzelnen Phosphoratome.
P
P P
P
12 M I
P
P P
P
8 M I
P
P P
P
6 M I
3. Bestimmen Sie für folgende polyanionische Verbindungen die Valenzelektronenkonzentration VEK (X) und die Anzahl der kovalenten Bindungen b(XX) pro Anionenatom. Machen Sie ausserdem einen Strukturvorschlag für die Anionen. Versuchen Sie, isostrukturelle Elemente oder Verbindungen zu benennen.
Verbindung VEK (X) b (XX) Struktur des Anions
Isostrukturelle Elemente oder Verbindungen Li2S2
SrP K3P7 K4Ge4
CaC2
Na2S3
CaSi2
NaP
s. U. Müller, „Anorganische Strukturchemie“
4. Prüfungsaufgabe W2010
a) Konstruieren Sie ein qualitatives MO Diagramm für das einfache Molekül B-F. Tipp: Überlegen Sie, zu welchem einfach homoatomaren Molekül B-F isoelektronisch ist.
b) Benutzen Sie das von Ihnen entwickelte MO Schema und überlegen Sie, welchen Spinzustand Sie für die Moleküle C-F und N-F erwarten?
5. Prüfungsaufgabe W2010
Vervollständigen Sie folgende Gleichungen. Die korrekten stöchiometrischen Faktoren müssen Sie selbst finden. Sollte eine Reaktion nicht freiwillig ablaufen, so ist der Reaktionspfeil durchzustreichen.
E°(Mn2+/Mn) = -1.18 V ; E°(Cu2+/Cu) = + 0.34 V
KBr(aq) + Cl2 →
PCl3 + H2O →
KCl + H2SO4 →
NaOH(aq) + Cl2 →
Si + HCl(g) →
Mn + HCl(aq) →
Cu + HCl(aq) →
SiO2 + HF →
6. Berechnen Sie die Bindungsenthalpie für eine P-H-Bindung in PH3. Stellen Sie einen geeigneten thermodynamischen Kreisprozess auf (Hess`scher Zyklus) auf.
Tip: Die P-H-Bindungsenthalpie lässt sich aus der Standard-Atomisierungs- enthalpie von PH3 ∆aH°(PH3,g) berechnen.
Gegeben sind die Atomisierungsenthalpien von Phosphor und Wasserstoff, sowie die Bildungsenthalpie von PH3 (g).
∆aH°(P,g) = +315 kJ·mol-1
∆aH°(H,g) = +218 kJ·mol-1
∆fH°(PH3,g) = +6 kJ·mol-1
Standard-Atomisierungsenthalpien der Elemente ∆aH° werden für folgenden Prozess angegeben:
1/n En(Grundzustand) → E (g)
