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Probeklausur zur anorganischen Chemie II<br />
Prof. Dr. K. Heinze<br />
<strong>Johannes</strong> <strong>Gutenberg</strong>-<strong>Universität</strong> <strong>Mainz</strong><br />
Institut für Anorganische und Analytische Chemie<br />
xx. xxxx xxx<br />
xx - xx Uhr, C01<br />
Beantworten Sie die Fragen an den dafür vorgesehen Plätzen unter den Fragen. Sollte der<br />
Platz nicht ausreichen, verwenden Sie bitte (mit Hinweis) die Blattrückseite. Zugelassene<br />
Hilfsmittel sind Taschenrechner und Schreibgeräte, ausgenommen Bleistift und Rotstifte,<br />
keine Mobil-Telefone, u.ä.<br />
Unterschreiben Sie bitte die Klausur auf der letzten Seite<br />
Name : ___________________________________________<br />
Matrikel-Nr.: ___________________________________________<br />
Studienfach: ___________________________________________<br />
Aufg. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Summe<br />
Mögliche<br />
Punkte<br />
Erreichte<br />
Punkte<br />
Notenschlüssel<br />
100 – 94 1,0<br />
93 – 88 1,3<br />
87 – 82 1,7<br />
81 – 76 2,0<br />
75 – 71 2,3<br />
70 – 66 2,7<br />
65 – 62 3,0<br />
61 – 58 3,3<br />
57 – 54 3,7<br />
53 – 50 4,0<br />
49 – 0 5,0 nicht bestanden<br />
100<br />
Note:_______________<br />
1
Aufgabe 1:<br />
Zeichnen sie die räumliche Struktur folgender Komplexverbindungen, benennen Sie sie<br />
systematisch nach IUPAC und geben die Elektronenkonfiguration des Zentralatoms an.<br />
Verwenden Sie als Basis die Elektronenkonfiguration des vorhergehenden Edelgases.<br />
Zeichnen Sie falls nötig, alle möglichen Stereoisomere an. Verwenden Sie ggf. κ-<br />
Nomenklatur, Konfigurationsindizes oder Stereodeskriptoren zur eindeutigen<br />
Beschreibung im Namen.<br />
a) [Co(en) 3 ]Cl 3<br />
4 P<br />
Name(n):<br />
Elektronenkonfiguration: ________<br />
b) [RuCl 3 (py) 3 ]<br />
4 P<br />
Name(n):<br />
Elektronenkonfiguration: ________<br />
2
Aufgabe2:<br />
Zeichnen sie die räumliche Struktur folgender Komplexverbindungen und geben sie<br />
zusätzlich die idealisierte Koordinationsgeometrie des Zentralions an.<br />
a) trans-Aquabis(ethylendiamin)(KS-thiocyanato)cobaltat(III)-nitrat<br />
2 P<br />
b) OC-6-2-2 Na 2 [OsCl 2 Br 2 I 2 ]<br />
4 P<br />
3
Aufgabe 3:<br />
Es liegt der Komplex [Cr 2 (μ-ac) 4 (H 2 O) 2 ] (ac = acetato) vor.<br />
a) Zeichnen Sie die räumliche Struktur des Komplexes.<br />
2 P<br />
b) Welche d-Elektronenkonfiguration weist das Cr hier auf? Skizzieren Sie die Bindung<br />
in diesem Komplex mit Hilfe von Orbitalmodellen.<br />
4 P<br />
4
Aufgabe 4:<br />
a) Geben sie die Koordinationsgeometrien des Nickels in folgenden Komplexen an:<br />
2 P<br />
i) [NiCl 4 ] 2- : _______________________<br />
ii) [Ni(CN) 4 ] 2- : _______________________<br />
b) Erläutern sie die Ursache für die unterschiedlichen Koordinationsgeometrien mit<br />
Hilfe der Aufspaltung der d-Orbitale.<br />
8 P<br />
5
Aufgabe 5:<br />
Punktgruppenbestimmung mit Hilfe des Fließ-Schemas im Anhang.<br />
Zeichnen sie die räumliche Struktur der folgenden Moleküle und bestimmen sie ihre<br />
Punktgruppen. Geben sie die auftretenden, relevanten Symmetrieelemente beim Gang<br />
durch das Schema an. Bsp.: H 2 O C 2 und σ v Punktgruppe C 2v .<br />
a) TBPY-5-[Ni(CN) 5 ] 3– 3 P<br />
b) SPY-5-[VOCl 4 ] – 3 P<br />
c) trans-Platin (vernachlässigen sie die Wasserstoffatome der Liganden)<br />
3 P<br />
d) [Ni(CO) 4 ]<br />
3 P<br />
6
Aufgabe 6:<br />
In der nachfolgenden Abbildung sind zwei Beispiele gezeigt, wie Platin(II)-Komplexe mit<br />
definierter Konstitution dargestellt werden können. Daran können Sie die relative Stärke<br />
der trans-Effekte der verwendeten Liganden ablesen.<br />
Retrosynthese: Geben Sie die Synthesesequenz für den unten angegebenen Platin-<br />
Komplex in Form von vollständigen Reaktionsgleichungen an. Ihnen stehen [PtBr 4 ] 2- ,<br />
Pyridin, Stickstoffmonoxid und Chloridionen in beliebiger Menge zur Verfügung.<br />
Benennen Sie den unten gezeigten heteroleptischen Komplex eindeutig mit Hilfe des<br />
Konfigurationsindex.<br />
10 P<br />
Synthesesequenz:<br />
Konfigurationsindex:<br />
_______________________<br />
8
Aufgabe 7:<br />
Beide Komplexanionen [Mn(SCN) 6 ] 3– und [Cr(CN) 6 ] 4– sind paramagnetisch.<br />
a) Viele ungepaarte Elektronen erwarten Sie jeweils?<br />
b) Wie groß ist dementsprechend das magnetische Moment (spin-only)?<br />
6 P<br />
[Mn(SCN) 6 ] 3– :<br />
____ ungepaarte Elektronen; µ spin-only = ______________ µ B<br />
[Cr(CN) 6 ] 4– :<br />
____ ungepaarte Elektronen; µ spin-only = ______________ µ B<br />
9
Aufgabe 8:<br />
a) Zeichnen Sie zweimal das Anionengitter der Elementarzelle eines Spinells MM‘ 2 O 4<br />
und zeichnen Sie in eine Elementarzelle eine Oktaederlücke und in die andere<br />
Elementarzelle eine Tetraederlücke ein.<br />
6 P<br />
b) Bestimmen Sie an Hand der Ligandenfeldstabilisierungsenergie, ob es sich bei der<br />
Verbindung Co 3 O 4 um einen normalen oder einen inversen Spinell handelt.<br />
Beachten Sie dabei, dass Co(III) aufgrund seiner großen Ligandenfeldaufspaltung<br />
in der Oktaederlücke im low-spin Zustand vorliegt.<br />
10 P<br />
10
Aufgabe 9:<br />
a) Erläutern sie ein elektrochemisches Verfahren zur Reinigung von Rohkupfer<br />
anhand einer Skizze und von Reaktions(teil)gleichungen.<br />
5 P<br />
b) Was versteht man unter dem Begriff Anodenschlamm? Nennen Sie zwei Elemente,<br />
die darin enthalten sein können.<br />
2 P<br />
11
Aufgabe 10:<br />
a) Nennen Sie zwei wichtige Titan-haltige Mineralien (Name und Formel).<br />
2 P<br />
Name _____________<br />
Formel ________________<br />
Name _____________<br />
Formel ________________<br />
b) Beschreiben Sie die technische Darstellung von TiCl 4 aus TiO 2 anhand einer<br />
vollständigen Reaktionsgleichung.<br />
3 P<br />
c) Aus TiCl 4 kann der Prä-Katalysator TiCl 2 Cp 2 gewonnen werden, welcher mittels des<br />
Co-Katalysators MAO (Methylaluminoxan) in der Olefinpolymerisation eingesetzt<br />
wird. Bestimmen Sie die formale Oxidationsstufe des Titans in TiCl 2 Cp 2 sowie die<br />
Valenzelektronenzahl des Komplexes und beschreiben Sie kurz die Aufgabe von<br />
MAO als Co-Katalysator.<br />
5 P<br />
12
Aufgabe 11:<br />
Ordnen sie mit „“-Zeichen folgende Liganden bzw. Zentralionen der<br />
„spektrochemischen Reihe“ nach der Ligandenfeldstärke und begründen Sie jeweils mit<br />
wenigen Stichworten.<br />
a) Pt 4+ Pd 4+ 1 P<br />
b) V 2+ Fe 3+ 1 P<br />
c) CN – CO<br />
1 P<br />
d) bipy NH 3<br />
2 P<br />
e) κ-CN – κ-NC – 2 P<br />
13
Aufgabe 12:<br />
Im Praktikum wurde das Präparat xx hergestellt.<br />
a) Schreiben Sie die Reaktionsgleichung der Synthese auf!<br />
3 P<br />
b) Ergänzende Fragen zum Präparat…<br />
2 P<br />
c) Ergänzende Fragen zum Präparat…<br />
1 P<br />
_________<br />
_________ ______________________________<br />
Ort Datum Unterschrift<br />
14