Lösung 8

Lösung 8

1. Viele protische Verbindungen reagieren mit solvatisierten Elektronen unter Freisetzung von Wasserstoff (Gl. 1-3). In Gl. 4 führt die Addition eines Elektrons zum Bruch einer Kohlenstoff-Schwefel-Bindung. Wird eine Bindung durch Addition zweier Elektronen gelöst, entstehen entweder zwei Anionen (Gl.5) oder ein Dianion (Gl.6). Die Reduktionsprodukte in geschweiften Klammern (Gl.7, 8) sind unisolierbare Zwischenprodukte, die sofort der Ammonolyse unterliegen.

RC CH

S₈^2- RC C ^-

RHC CH₂

C₂H₆ + Br ^- + NH₂^-

{ [RHC CH₂]^2- } 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

+ 0.5 H₂ GeH₃^- + 0.5 H₂

AsH₂^- + 0.5 H₂ RS ^- + 0.5 R₂

{ C₂H₅^- + Br ^- }

RCH₂CH₃ + 2 NH₂^- 2 GeH₃^-

2. Die Alkalimetallatome übertragen jeweils ein Elektron auf das Phosphorgerüst und bilden dabei einfach positiv geladene Ionen M⁺. Die Übertragung von jeweils zwei Elektronen auf das Phosphorgerüst führt zu einem Bindungsbruch. Bei der Reduktion des Phosphortetraeders mit 12 Elektronen (1.Beispiel) werden also alle sechs Bindungen des Tetraeders gebrochen, bei der Reduktion mit 6 Elektronen (letztes Beispiel) hingegen nur drei. Die jeweils gebrochenen Bindungen sind im Tetraeder rot markiert.

P

P P

P

12 M ^I

P

P P

P

8 M ^I

P

P P

P

6 M ^I

4 M3P P

P P

P P P P

Monophosphid (3-)

2 M₄P₂ Diphosphid (4-)

3

4

M₆P₄ Tetraphosphid (6-)

6 -2 -2

-2 -1 -1 -2 -3

3.

Verb. VEK (X)

b (XX)

Struktur des Anions Isostrukturelle Elemente u. Verb.

Li₂S₂ 7 1 S₂^2- - Paare Cl₂ – Molekül

SrP 7 1 P24 -

- Paare

andere Schreibweise: Sr2P2

Cl2 – Molekül

K3P7 5.43 2.57 P73-

- Cluster

4 P-Atome mit b(XX) = 3 3 P-Atome mit b(XX) = 2

P4S3 – Molekül

K4Ge4 5 3 Ge44-

- Tetraeder P4 – Tetraeder

CaC2 5 3 C22-

- Paare N2 – Molekül

Na₂S₃ 6.66 1.33 S₃^2- - Kette;

2 endständige S-Atome mit b(XX) =1

1 mittleres S-Atom mit b(XX) = 2

SCl₂ – Molekül

CaSi₂ 5 3 Gewellte Schichten α – Arsen

NaP 6 2 (P ^- )_∞ - Spiralkette µ – Schwefel (hochmolekular)

4. a) Das Molekül B-F ist isoelektronisch zum homoatomaren N₂-Molekül.

MO-Schema s. Lösung 4, Aufgabe 1

b) C-F besitzt ein ungepaartes Elektron (S = ½),

N-F (isoelektronisch zu O2) besitzt zwei ungepaarte Elektronen (S = 1)

Die Multiplizität berechnet sich nach 2S + 1.

C-F: 2 · ½ + 1 = 2 Duplett-Zustand N-F: 2 · 1 + 1 = 3 Triplett-Zustand

5. 2 KBr(aq) + Cl2 → 2 KCl(aq) + Br2 PCl3 + 3 H2O → H3PO3 + 3 HCl KCl + H₂SO₄ → HCl + KHSO4

2 NaOH_(aq) + Cl₂ → NaCl + NaOCl + H₂O

Si + 3 HCl(g) → SiHCl3 + H2

Mn + 2 HCl_(aq) → MnCl2 + H₂ E°(Mn²⁺/Mn) = -1.18 V Cu + HCl_(aq) → keine Reaktion E°(Cu²⁺/Cu) = + 0.34 V SiO2 + 4 HF → SiF4 + 2 H2O

6. Bei der Atomisierung von PH3 werden drei P-H-Bindungen gespalten.

Die P-H-Bindungsenthalpie beträgt daher genau ein Drittel der Standard- Atomisierungsenthalpie von PH3 ∆aH°(PH3,g).

∆fH°(PH₃,g) + ∆aH°(PH₃,g) = ∆aH°(P,g) + 3 ∆aH°(H,g)

∆_aH°(PH₃,g) = ∆_aH°(P,g) + 3 ∆_aH°(H,g) - ∆_fH°(PH₃,g)

= [315 + 3(218) – 6] kJ·mol^-1 = 963 kJ·mol^-1

Die P-H-Bindungsenthalpie beträgt 963 kJ·mol^-1 : 3 = 321 kJ·mol^-1 .