Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene · Element-Halogenide: Übergang ionisch/kovalent, Trends...
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Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene Elemente: Entdeckungsgeschichte, Vorkommen, (Häufigkeit), Darstellung, Gruppentendenzen, charge-transfer-Komplexe (Festkörperstruktur I 2 ), technische Produktion von F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 , Chloralkalieelektrolyse, Bedeutung der Elemente in Anwendungen, biolog. Bedeutung Iod H-X-Verbindungen: Darstellung von HBr und HI, Stabilität HI, HCl als technisches Überschussprodukt (Deacon-Verfahren), Eigenschaften HF, H-Brückenbindung, HF 2 – -Ion (MO), Glasätzung, HCl/H 2 O als Azeotrop Sauerstoff-Säuren und ihre Salze, Oxide: Aziditäten, Stabilitäten, Frost-Diagramm, Reaktivität Cl 2 in Laugen, Produktion KClO 3 , Perchlorate (Darstellung, Produktion), Feststoffraketen, HClO und Dichlormonoxid, Chlordioxid (Produktion, Ladungsverteilung, Dimerisierung, Anwendung, Reaktionen), Chlorylfluorid, Chlorylperchlorat, Cl 2 O 7 , Iodsäure, I 2 O 5 , Periodsäure, Perbromat- Problem, Bromoxide Element-Halogenide: Übergang ionisch/kovalent, Trends Fp, Kp von EF n zu EI n , Löslichkeiten, Darstellungsmethoden (erreichbare Oxidationsstufen, Unterschied HX zu X 2 als Reagenz) , Entwässerungsproblematik, harte und weiche Fluorierungsmittel, Strukturtypen (EX n ,für n = 1 bis 6, 3D→Schicht→Molekül), Gittertypen CaF 2 und CdI 2 Interhalogen-Verbindungen: Darstellung, Stöchiometrien, Strukturen (VSEPR), BrF 3 als Lösungsmittel, Fluorierungsmittel (ClF 5 ), F – -Ionen-Transfer, Anionen (mit CsF), Kationen (mit AsF 5 ) Ozonschichtproblem: FCKW, Verhalten von Chlormonoxid ClO Die folgenden Folien haben in der Vorlesung zur Veranschaulichung ausgewählter Fakten gedient, sie stellen keine umfassende Darstellung der betreffenden Themen dar.
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Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
Elemente: Entdeckungsgeschichte, Vorkommen, (Häufigkeit), Darstellung, Gruppentendenzen, charge-transfer-Komplexe (Festkörperstruktur I2), technische Produktion von F2, Cl2, Br2, I2, Chloralkalieelektrolyse, Bedeutung der Elemente in Anwendungen, biolog. Bedeutung Iod
H-X-Verbindungen: Darstellung von HBr und HI, Stabilität HI, HCl als technisches Überschussprodukt (Deacon-Verfahren), Eigenschaften HF, H-Brückenbindung, HF2
–-Ion (MO), Glasätzung, HCl/H2O als Azeotrop
Sauerstoff-Säuren und ihre Salze, Oxide: Aziditäten, Stabilitäten, Frost-Diagramm, Reaktivität Cl2 in Laugen, Produktion KClO3, Perchlorate (Darstellung, Produktion), Feststoffraketen, HClO und Dichlormonoxid, Chlordioxid (Produktion, Ladungsverteilung, Dimerisierung, Anwendung, Reaktionen), Chlorylfluorid, Chlorylperchlorat, Cl2O7, Iodsäure, I 2O5, Periodsäure, Perbromat-Problem, Bromoxide Problem, Bromoxide
Element-Halogenide: Übergang ionisch/kovalent, Trends Fp, Kp von EFn zu EIn, Löslichkeiten, Darstellungsmethoden (erreichbare Oxidationsstufen, Unterschied HX zu X2 als Reagenz) , Entwässerungsproblematik, harte und weiche Fluorierungsmittel, Strukturtypen (EXn,für n = 1 bis 6, 3D→Schicht→Molekül), Gittertypen CaF2 und CdI2
Interhalogen-Verbindungen: Darstellung, Stöchiometrien, Strukturen (VSEPR), BrF3 als Lösungsmittel, Fluorierungsmittel (ClF5), F–-Ionen-Transfer, Anionen (mit CsF), Kationen (mit AsF5)
Ozonschichtproblem: FCKW, Verhalten von Chlormonoxid ClO
Die folgenden Folien haben in der Vorlesung zur Veranschaulichung ausgewählter Fakten gedient, sie stellen keine umfassende
Darstellung der betreffenden Themen dar.
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
400
500
600
700D
iss.
-En
thal
pie
/ kJ
mo
l-1
HCl
HF
CH Br
CH3Cl
CH3F
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
0
100
200
300
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Bindungslänge-1
Dis
s.-E
nth
alp
ie /
kJ m
ol
I2
Br2
Cl2
F2
HBr
HICH3I
CH3Br
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
HOMO: ππππg*
LUMO: σσσσu*
LUMO: I2-NMe3
LUMO (I2)
HOMO (NMe3)
Br2 I2-NMe3I2
HOMO: ππππg*
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
Iodstärkekomplex zum Iod-Nachweis: Iodid-Ionen notwendig
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
Amalgam-Verfahren
Trick:keine H2-Entwicklung am Quecksilber (Überspannung)Abscheidung von metallischem NatriumAmalgambildung: Lösung Na in Hg
Membran-Verfahren(BASF, 2004)
Membran: Nafion,eklusiver Transportvon Na+-Ionen
Amalgambildung: Lösung Na in Hg
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
-40,0
-20,0
0,0
20,0
40,0
Kp
-140,0
-120,0
-100,0
-80,0
-60,0
Fp
HF HCl HBr HI
1s (H) 3px (Cl)
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
MO-Schema HCl
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
Frost-Diagramm für Chlor in saurer und alkalischer Lösung
Vorlesung Anorganische Chemie I: Halogene
CaF2-StrukturCa (grau) KooZ 8F (grün) KooZ 4
Radien:Ca2+: 0.99 ÅF–: 1.33 Å
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CdI2-StrukturCd (grau) KooZ 6I (blau) KooZ 2
B
A
A
Spaltebene
Radien:Cd2+: 0.95 ÅI–: 2.20 Å
A
B
