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
S82- 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 S22- - 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 S32- - 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. Chlor disproportioniert in basischer Lösung. In saurer Lösung kompro- portionieren hingegen Hypochlorit und Chlorid zu Chlor.
5. (a) B2O3 + 6 Na → 2 B + 3 Na2O (b) 3 Fe3O4 + 8 Al → 9 Fe + 4 Al2O3 (c) [Al(OH)4]− + CO2 → Al(OH)3 + HCO3− (d) 2 Ca + O2 → 2 CaO
CaO + H2O → Ca(OH)2
(e) Cu + HClaq → keine Reaktion E°(Cu2+/Cu) = + 0.34 V Zn + 2 HClaq → ZnCl2 + H2 E°(Zn2+/Zn) = - 0.76 V (f) 2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2
Al + H2O → keine Reaktion wegen Passivierung
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 .