Lösung 1

Lösung 1

1. Fluor besitzt 9 Elektronen. Das entspricht einer Elektronenkonfiguration 1s² 2s² 2p⁵. Diese 9 Elektronen besitzen die folgenden Sätze von Quantenzahlen:

n = 1 ; l = 0 ; m = 0 ; s = + ½ n = 1 ; l = 0 ; m = 0 ; s = - ½ n = 2 ; l = 0 ; m = 0 ; s = + ½ n = 2 ; l = 0 ; m = 0 ; s = - ½ n = 2 ; l = 1 ; m = +1 ; s = + ½ n = 2 ; l = 1 ; m = +1 ; s = - ½ n = 2 ; l = 1 ; m = 0 ; s = + ½ n = 2 ; l = 1 ; m = 0 ; s = - ½ n = 2 ; l = 1 ; m = -1 ; s = + ½

2. 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)

3. a) Se [Ar]3d¹⁰4s²4p⁴ Se^2– [Ar]3d¹⁰4s²4p⁶ =[Kr]

b) N [He]2s²2p³ N^3– [He]2s²2p⁶ = [Ne]

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) Se^2– > Br^– c) O^2– < S^2–

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. E = 495.8 kJ/mol

Für ein Atom: E = 495.8 kJ/mol / 6.023 ⋅ 10²³ atom/mol = 8.23 ⋅ 10^–22 kJ/atom E = h ⋅ ν ν = c/λ

E = h ⋅ c/λ λ = h ⋅ c/E

λ = [6.62608 ⋅ 10^–34 J s ⋅ 2.998 ⋅ 10⁸ m/s]/8.23 ⋅ 10^–22⋅ 10³J/atom = 2.41 ⋅ 10^–7 m = 241 nm

7.

N N O N N O

2

N N O

N N O N N O

a) b) c)

d) e)

Nur in den Strukturen a) und c) erfüllen alle Atome die Oktettregel. Diese sind die wichtigsten Grenzstrukturen.

C N O C N O

2

a) b)

b) dominiert. Die Ladung ist gleichmässiger verteilt und der elektronegativere Sauerstoff trägt eine negative Ladung.

a) b)

N O N O

a) dominiert. b) besitzt am Stickstoff kein Elektronenoktett.

8.

N₂H₄ NH₂Cl H₂N₂O₂ HN₃* HN ₂

NF₃ NI₃ N₂O NO N₂O₅

HNO₃ N₂O₄ NH₄⁺ N₂O₆** NH₂OH

-2 -1 +1 +3

+3 -3 +1 +2 +5

+5 +4 -3 +5 -1

O

*) 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.

9. 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).