Übung 7 (Chemie der Elemente der Gruppe 13) Literatur: Housecroft „Chemistry“, Kap. 22.1-5 1.

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Übung 7 (Chemie der Elemente der Gruppe 13)

Literatur: Housecroft „Chemistry“, Kap. 22.1-5

1. Prüfungsaufgabe S2010

a) Vergleichen Sie die Eigenschaften der Elemente Bor und Aluminium. Setzen Sie entweder ein „<“ (kleiner als) oder ein „>“ (grösser als) dazwischen.

Atomradius B Al

1. Ionisierungsenergie B Al

Elektronegativität B Al

Metallcharakter B Al

Basischer Charakter der Oxide B Al Salzcharakter der Chloride B Al

b) Welches Ion ist das stärkere Oxidationsmittel: Al³⁺ oder Tl³⁺ ? Begründen Sie Ihre Aussage kurz.

E°( Al³⁺ / Al) = -1.66 V ; E°( Tl³⁺ / Tl) = +0.72 V

c) Galium bildet ein dimeres Hydrid Ga₂H₆ und ein dimeres Chlorid Ga₂Cl₆. Skizzieren Sie räumliche Strukturen beider Moleküle. Worin besteht der

grundsätzliche Unterschied zwischen einer Ga – H – Ga - und einer Ga – Cl – Ga – Bindung?

Wie viele Spiegelebenen besitzen beide Moleküle?

d) Stellen Sie korrekte Reaktionsgleichungen für folgende Prozesse auf.

i) Umsetzung von Boroxid mit Magnesium

ii) Zugabe von heisser, wässriger NaOH-Lösung zu einem Gemisch der schwerlöslichen Oxide Al2O3 und Fe2O3 .

iii) Reaktion von Kohlendioxid mit Natriumaluminat iv) Reaktion von Diboran B₂H₆ mit THF (CH₂CH₂)₂O.

2. Bor kommt in der Natur in Form von Borax Na2[B4O5(OH)4] · 8 H2O vor.

a) Skizzieren Sie das Borax-Anion.

b) Das Boraxanion ist die konjugierte Base der Borsäure B(OH)₃. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Umsetzung von Borax mit Salzsäure.

Hinweis: Berücksichtigen Sie die unterschiedliche Stärke beider Säuren.

c) Borsäure reagiert in wässriger Lösung als Lewis-Säure. Formulieren Sie die Gleichung für diese Reaktion.

d) Cobalzsalze bilden beim Schmelzen mit Borax tiefblaue Metaborate („Boraxperle“). Diese Verbindungen enthalten das Anion [(BO₂)₃]^3- sowie polymere Strukturen mit der Formel [(BO₂)⁻]_n . Skizzieren sie die Strukturen der Anionen.

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3. a) Welche Symmetrieelemente enthält BF₃?

b) Welche Symmetrieelemente gehen beim Übergang von BF3 zu BClF2 verloren?

c) Welche Symmetrieelemente gehen beim Übergang von BClF2 zu BBrClF verloren?

d) Welches Symmetrieelement (abgesehen von E) findet sich bei allen drei Molekülen?

4. Formulieren Sie die Elektrodenreaktionen und die Gesamtreaktion der Schmelz- flusselektrolyse von Aluminiumoxid. Skizzieren Sie die Elektrolysezelle.

5. Sind Thallium(I)-Verbindungen gegenüber eine Disproportionierung zu Tl(III)- Verbindungen und elementarem Tl stabil?

Begründen sie Ihre Meinung anhand der entsprechenden Reduktionspotenziale.

?

3 Tl⁺ → 2 Tl + Tl³⁺