Lösung 4

(1)

Lösung 4

1. In beiden Fällen wird zur Bildung des Kations ein Elektron aus dem höchsten besetzten MO abgegeben (rot markiert). Beim Stickstoff wird das Elektron aus einem bindenden Orbital abgegeben und die Bindungsordnung sinkt. Damit wird die Bindung länger.

Beim Sauerstoff wird das Elektron aus einem antibindenden Orbital

abgegeben und die Bindungsordnung steigt. Damit wird die Bindung kürzer.

2. a) Symmetriegruppe C_∞v

Symmetrieelemente: E, ∞ - zählige Drehachse, unendliche Zahl von σv- Ebenen

b) siehe Vorlesungsmaterialien, Teil 3: MO Diagramme, Folie 10

c) Sowohl das HOMO als auch das LUMO des Kohlenmonoxids (siehe Abb.

in Folie 10) besitzen vorwiegend C-Charakter. Ausführlichere Erläuterung in C. E. Housecroft, A. G. Shape; Anorganische Chemie, 2. Auflage, S. 45-47.

3. a) Valenz am B: 3; Formale Oxidationszahl: +3, Struktur trigonal planar (kein freies Elektronenpaar am Zentralatom).

(2)

b) Das BH₃ Molekül gehört in die Punktgruppe D_3h und hat die Symmetrie- elemente:

Identitätsoperation E 1 Hauptdrehachse C3

3 Drehachsen C2

1 horizontale Spiegelebene σh

3 vertikale Spiegelebenen σv

Ausführlichere Erläuterung zur Bestimmung der Punktgruppen in C. E.

Housecroft, A. G. Shape; Anorganische Chemie, 2. Auflage, S. 92-96.

c) Das MO Diagramm wird aus den AO’s von B (s, p_x, p_y, p_z) und den FMO’s von H₃ in trigonal planarer Form konstruiert:

Das Koordinatensystem wird so gelegt, dass die z-Achse mit der C₃ (= Haupt- achse) zusammenfällt.

Eine Symmetrieanalyse der AO’s von B und FMO’s von trigonalem H3 (siehe Vorlesung) bezüglich der xy und xz Spiegelebene ergibt:

i) Ein Orbital wird nicht modifiziert (2 p_z, AS)

ii) Zwei Orbitale gleicher Symmetrie (Φ2 und 2p_y, SA) miteinander bindend und antibindend kombiniert werden

iii) Vier Orbitale (2s, 2px, Φ1 und Φ3) die gleiche Symmetrie haben (SS) und miteinander kombinieren.

(3)

Man kann dieses Problem vereinfachen unter der Annahme, dass das Orbitalpaar 2s und Φ1 energetisch sehr unterschiedlich von dem Paar 2p_x und Φ3 ist. Somit braucht man in erster Näherung nur die bindenden und antibindenden Kombinationen von diesen beiden Paaren untereinander zu betrachten.

4. a) C3 , C2 (3x) , σh und σv (3x) b) verliert C₃ , 2x C₂ und 2x σv c) verliert C2 und σv

d) σ_h

5. ICl4─ und XeF4 (beide quadratisch-planar)

6. a) C₈ b) C2 c) C5 d) C3