Lösung 1
1. Phosphor besitzt 15 Elektronen. Das entspricht einer Elektronenkonfiguration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. Die 5 Valenzelektronen besitzen die folgenden Sätze von Quantenzahlen:
n = 3 ; l = 0 ; m = 0 ; s = + ½ n = 3 ; l = 0 ; m = 0 ; s = - ½ n = 3 ; l = 1 ; m = +1 ; s = + ½ n = 3 ; l = 1 ; m = 0 ; s = + ½ n = 3 ; l = 1 ; m = -1 ; s = + ½
2. Die maximal mögliche Anzahl von Elektronen ist 2 für l = 0, 6 für l = 1, 10 für l = 2 und 14 für l = 3. Dabei gilt 0 ≤ l < n.
a) 2 + 6 + 10 + 14 = 32 b) unmöglich, da l < n sein muss c) 2 weil l = 0 d) unmöglich, weil | m | ≤ l sein muss e) 2 weil n, l und m gegeben sind f) 6 weil l = 1
3. a, b und d sind angeregte Zustände.
a) Grundzustand ist: 1s2 2s2 2p6 (Ne)
b) Grundzustand ist: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 (V) c) 1s2 2s1 (Grundzustand für Li)
d) Grundzustand ist: 1s2 2s2 2p5 (F)
4. a) N > O b) N < Sb c) N < Ga d) N < Be e) N < Br
Atomradien nehmen innerhalb einer Hauptgruppe zu und innerhalb einer Periode ab.
5. a) K+ > Sc3+ b) Se2– > Br– c) O2– < S2–
Beide Ionen in a) haben eine [Ar]-Konfiguration, in b) eine [Kr]-Konfiguration.
Die höhere Kernladung von Sc bzw. Brom bedingt kleinere Radien.
Im Fall c) werden beim Oxid [Ne] und Sulfid [Ar] verschiedene Edelgasschalen erreicht.
6.
N2H4 NH2Cl H2N2O2 HN3* HNO2
NF3 NI3 N2O NO N2O5
HNO3 N2O4 NH4+ N2O6** NH2OH
-2 -1 +1 +3
+3 -3 +1 +2 +5
+5 +4 -3 +5 -1
*) Das Azidion N3-
hat insgesamt die Oxidationszahl –1. Damit ist die formale Oxidationszahl eines einzelnen Stickstoffatoms
3
−1 .
**) Den beiden Sauerstoffatomen der Peroxogruppe wird jeweils die Oxidationszahl –1 zugeordnet.
7.
Die erste Grenzformel dominiert. Die anderen sind ungünstig, da benachbarte Atome gleiche Formalladungen tragen.
Die erste Grenzformel dominiert . In den anderen Fällen stimmt die Verteilung der Formalladungen nicht mit der Elektronegativität der Elemente überein.
Die linke Grenzformel dominiert . Bei der rechten stimmt die Verteilung der Formalladungen nicht mit der Elektronegativität der Elemente überein.
Die rechte Grenzformel dominiert . Bei der linken stimmt die Verteilung der Formalladungen nicht mit der Elektronegativität der Elemente überein.
Die rechte Grenzformel dominiert. In der Regel sind Grenzformeln ohne Formalladungen am günstigsten.
Die ersten beiden Formel dominieren. In den beiden anderen tragen
benachbarte Atome gleiche Formalladungen. Ausserdem trägt Sauerstoff als elektronegativstes Element eine positive Formalladung.
Die mittlere Formel ist am günstigsten. Doppelte Formalladungen auf einem Atom sind ungünstig.
8. Ionische Salze: NaCl, AlF3, LiF, BaCl2, Na2S, CsBr Moleküle: BCl3, AlI3, HCl, SO2, H2S, BrF3, PCl3, SiF4
Ionische Verbindungen entstehen bei einer hohen Elektronegativitätsdifferenz (> 1.5) zwischen beiden Elemente. Ansonsten werden Moleküle gebildet (kovalente Verbindungen).
