Lösung 6

Lösung 6

1.

2. O22-

: Bindungsordnung 1 (Einfachbindung)

3O2 : Bindungsordnung 2 (Doppelbindung, Diradikal)

Die O – O – Bindung ist im Peoxid-Ion länger als im natürlichen Sauerstoff.

Das Peroxid-Ion ist diamagnetisch, Sauerstoff hingegen paramagnetisch.

Im Singulett-Sauerstoff ¹O2 haben die Elektronen in den π*-Orbitalen antiparallelen Spin. ¹O2 ist diamagnetisch und energiereicher (angeregter Zustand).

σ_s σ*_s σz

π_x,π_y σ*_z π*_x,π*_y

O₂ O₂^2-

Elektronenkonfiguration in den π*-Orbitalen von ¹O₂ und ³O₂:

∆H= -92kJ/mol ∆H= -63kJ/mol

π*

3Σ_g^--Zustand ¹∆_g-Zustand ¹Σ_g⁺-Zustand

3.

4. Für die Darstellung der einzelnen Halogene sind folgende Potenziale relevant:

E°(F2/F^-) = +2.87 V; E°(Cl2/Cl^-) = +1.36 V; E°(Br2/Br^-) = +1.06 V;

E°(I2/I^-) = +0.54 V

Je positiver das Potenzial eines Redoxpaares ist, umso grösser ist die Tendenz, die niedrigere Oxidationsstufe einzunehmen. Das bedeutet für die Halogene:

Halogene können die Anionen der im Periodensystem weiter unten stehenden Halogene oxidieren und werden dabei selbst reduziert.

2 Cl ^– + Br2 → keine Reaktion 2 Br ^– + Cl2 → 2 Cl ^– + Br2

2 I ^– + Br2 → 2 Br ^– + I2 2 Br ^– + I2 → keine Reaktion 2 F ^– + Cl2 → keine Reaktion 2 Cl ^– + F2 → 2 F ^– + Cl2

Siehe auch:

5. Die flächenzentrierte Elementarzelle der kubisch dichtesten Kugelpackung enthält 4 Kugeln ( 6 · 1/2 + 8 · 1/8 ).

Das Volumen der Elementarzelle beträgt:

𝑉𝑉 =𝑎𝑎³ = (620𝑝𝑝𝑝𝑝)³ = 2.383∙10⁻²²𝑐𝑐𝑝𝑝³ Die Masse aller Kugeln in der Elementarzelle ist:

𝑝𝑝= 𝜌𝜌 ∙ 𝑉𝑉= 3.66 𝑔𝑔 ∙ 𝑐𝑐𝑝𝑝⁻³∙2.383∙10⁻²²𝑐𝑐𝑝𝑝³ = 8.72∙10⁻²² 𝑔𝑔

Da vier Kugeln in der Elementarzelle enthalten sind, gilt:

𝑝𝑝 = 4∙ 𝑀𝑀 𝑁𝑁𝐴𝐴

𝑀𝑀 =𝑝𝑝 ∙ 𝑁𝑁𝐴𝐴

4 =8.72∙10⁻²² 𝑔𝑔 ∙6.02∙10²³∙ 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚⁻¹

4 = 131.3 𝑔𝑔 ∙ 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚⁻¹ Bei dem Element handelt es sich um Xenon.

6. a) BF₃ trigonal planar, kein Inversionszentrum b) SiF4 tetraedrisch, kein Inversionszentrum c) XeF4 quadratisch planar, Inversionszentrum

d) PF₅ trigonal bipyramidal, kein Inversionszentrum e) [XeF5]^- pentagonal planar, kein Inversionszentrum f) SF6 oktaedrisch, Inversionszentrum

g) F₂C=CF₂ planar, Inversionszentrum

h) H2C=C=CH2 Molekülhälften stehen orthogonal zueinander, kein Inversionszentrum

Eine Inversion ist identisch mit einer Drehung um 180°, C₂, gefolgt von einer Spiegelung senkrecht zur Achse (Drehspiegelung).

i = S₂

7. Die cisoide Anordnung (A) besitzt eine Spiegelebene σ , die das mittlere Kettenatom schneidet. Die transoide Anordnung (B) besitzt hingegen eine Drehachse C₂, die ebenfalls durch das mittlere Kettenatom verläuft.

Das Fehlen einer Spiegelebene in (B) ist die Voraussetzung für das Auftreten optischer Aktivität bei dieser Anordnung, oder – genauer gesagt – ein Molekül ist optisch aktiv, wenn es weder eine Spiegelebene noch ein

Symmetriezentrum besitzt (vgl. Organische Chemie).