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Grundlagen der anorganischen und

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Grundlagen der anorganischen und Powered By Docstoc
					Grundlagen der anorganischen und analytischen Chemie WS 09/10
                       1. Semester, Übungsblatt 7, 10.12.2009
Abgabe am 14.12.09 bis 10 Uhr am „Postkasten“ im Gang Forschungsflügel Süd, 3. Stock


1.   Erläutern sie die Begriffe: Hybridorbital, nicht bindendes Orbital, -Orbital, Tetraederwinkel;
     Formalladung, Bindungsordnung.
2.   Bei der Umsetzung von Natrium mit Sauerstoff erhält man Natriumperoxid. Die Reaktion von
     Kalium mit Sauerstoff liefert Kaliumsuperoxid. Zeichnen Sie ein MO-Diagramm und geben Sie
     die MO-Bezeichnungen und die Zahl der Bindungen für beide Ionen an. Ist eines der beiden
     Ionen magnetisch? Erklären Sie.
3.   Beschreiben Sie mit Hilfe eines MO-Diagramms die Bindungsverhältnisse der zwei- und
     gleichatomigen Moleküle der ersten 10 Elemente.
4.   Beschreiben Sie die Bindung im Carbonat-Ion mit Hilfe eines MO-Diagramms und zeichnen Sie
     die bindenden, nichtbindenden und antibindenden -MOs des Nitrat-Ions. Berechnen Sie die NO-
     Bindungsordnung.
5.   Beschreiben Sie die Bindung im Azid-Ion mit Hilfe eines MO-Diagramms. Zeichnen Sie die
     beteiligten MOs und berechnen Sie die Bindungsordnungen.
6.   (a) Versuchen Sie, mit Hilfe eines MO-Diagramms zu erklären, ob lineares [H…H…H]+ oder
     cyclisches [H3]+ stabiler ist.
     (b) In Cyclopropan (C3H6) bilden die C-Atome der CH2-Gruppen einen geschlossenen Ring,
     während das isoelektronische Ozon nach dem VSEPR-Modell ein gewinkeltes Molekül bildet.
     Geben Sie eine mögliche Erklärung!
4.   Wie viele unabhängige Linearkombinationen sind für vier 1s-Orbitale möglich? Zeichnen Sie die
     Linearkombinationen für eine lineare Kette aus 4 H-Atomen und ordnen Sie die Orbitale nach
     steigender Energie.
5.   Kupfer kristallisiert in einem kubisch-dicht gepackten Gitter.
     (a) Wie viele Cu-Atome sind in der Elementarzelle enthalten?
     (b) Geben Sie die Koordinationszahl der Cu-Atome an!
     (c) Nehmen Sie an, daß sich die Cu-Atome als Kugeln darstellen lassen. Wie groß ist die
     Gitterkonstante der Elementarzelle, wenn jedes Cu-Atom einen Radius von 1.28 Å besitzt?
     (d) Berechnen Sie die Dichte von Cu!
6.   Betrachten Sie den tetraedrischen Zwischenraum eines Kristallgitters. Die Anionen (Radius r-)
     längs der Flächendiagonalen des Würfels sollen einander berühren; der Wert der
     Flächendiagonalen beträgt daher 2r-. (a) Wie groß ist die Kantenlänge des Würfels bezogen auf r-
     ? (b) Wie groß ist die Raumdiagonale des Würfels bezogen auf r-? Nehmen Sie an, ein Kation
     (Radius r+) werde in die mit y bezeichnete Stelle eingebaut. Die Raumdiagonale des Würfels sei
     2r+ + 2r-. Berechnen Sie das Radienverhältnis für den tetraedrischen Zwischenraum!
7.   (a) Eisen kristallisiert in verschiedenen Modifikationen. Bei 906°C lagert sich die kubisch-
     raumzentrierte N-Form in die kubisch flächenzentrierte O-Form um. Berechnen Sie das
     Dichteverhältnis von N- zu O-Eisen bei der Umwandlungstemperatur unter der den nächsten
     Nachbarn gleich ist.
     (b) Die Dichten der Lanthanoiden stiegen kontinuierlich von 6.19 g/cm3 für La bus zu 9.84 g/cm3
     für Lu; Ausnahmen sind Eu und Yb mit Dichten von 5.24 und 6.98 g/cm3. Erklären Sie!
8.   (a) Welche Koordinationszahl hat Kohlenstoff in der Diamant-Struktur? Beschreiben Sie die
     Diamant-Struktur durch das Zeichnen von vier Schnittebenen in den Höhen von z = 0, z = 1/4, z
     = 1/2, und z = ¾. Wie viele C-Atome enthält die Elementarzelle?
     (b) Ordnen Sie die folgenden Verbindungen nach steigender (mechanischer) Härte und geben Sie
     eine Erklärung für Ihre Einordnung:
     Cs, Na, C (Diamant), W, Al, Fe, Mg.

				
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