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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

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