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Commit d66d2de7 authored by Alexander Schoch's avatar Alexander Schoch
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work on highspin/lowspin

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......@@ -70,7 +70,7 @@ Z\"urich, 8 April 2020
\pagenumbering{arabic}
\setcounter{page}{1}
\section{Trends im Periodensystem}
\section{Trends im Periodensystem und error checks}
In vielen alten Pr\"ufungen und in den \"ubungen 3,4,5 kommen Fragen zu verschiedenen Verhalten von Atomen oder spezifischen Molek\"ulen. Hier ist es besonders n\"utzlich die Trends in im Periodensystem auswendig zu lernen oder herleiten zu k\"onnen.
......@@ -279,7 +279,24 @@ Es gibt drei Arten von Bindungen: Ionische, Kovalente, Koordinierte.
\paragraph{Koordinierte Bindungen}
entstehen, wenn ein Nichtmetall/Molek\"ul mit einem freien Elektronenpaar dieses freie Elektronenpaar einem \"ubergangsmetall \enquote{spendet}. Die Elektronegativit\"atsdifferenz sollte auch unter 1.7 sein. Dabei entsteht ein Komplex, welcher in vielen F\"allen deutlich andere Eigenschaften hat als das Metall selbst. Diese Form der Bindung ist dem Sozialismus am n\"achsten.
\subsection{Aufgaben}
\begin{longtable}{llrr}
\toprule
\textbf{Nr.} & \textbf{Stoff} & \textbf{Molekül} & \textbf{Salz} \\ \midrule \endhead
1) &\ce{LiF} & & \\
2) &\ce{OF2} & & \\
3) &\ce{CaF2} & & \\
4) &\ce{CF4} & & \\
5) &\ce{SiF4} & & \\
6) &\ce{MgO} & & \\
7) &\ce{NaF} & & \\
8) &\ce{O2} & & \\
9) &\ce{Na2O} & & \\
\bottomrule
\end{longtable}
Lösung: 1) Salz, 2)Molekül, 3) Salz, 4) Molekül, 5) Molekül, 6) Salz, 7) Salz, 8) Molekül, 9) Salz
\section{Darstellung von Molek\"ulen}
Wichtige Begriffe:
\begin{itemize}
......@@ -961,12 +978,25 @@ Aus diesen Aufspaltungen können nun zu einem gewissen Grade auch Geometrien vor
\item \ce{d^8}-Komplexe sind meistens quadratisch-planar, weil das d$_{x^2 - y^2}$ energetisch so ungünstig ist.
\end{itemize}
Dabei gilt zu beachten, dass aus energetischen Gründen bei Komplexen alle s-Elektronen in die d-Orbitale verschoben werden.
\subsubsection{Beispiele}
\paragraph{\ce{[PtCl2(NH3)2]}} \ce{Pt^2+} ist ein d$^8$-Komplex mit vier Liganden. Der Cl-Ligand ist eigentlich \ce{Cl-}, woraus wir schliessen, dass Pt eigentlich \ce{Pt^2+} ist. Nun können wir vom Periodensystem ablesen, dass dies einer d$^8$-Konfiguration entspricht. Wenn wir nun diese \ce{8 e-} in die Energiediagramme von quadratisch-planar und tetraedrisch eintragen (von unten nach oben auffüllen, Orbitale mit gleider Energie zuerst einzeln besetzen), sehen wir schnell, dass die quadratisch-planare Geometrie besser passt (bei der tetraedrischen Geometrie wäre eines der energetisch höheren Orbitale doppelt besetzt und die anderen einfach).
\paragraph{\ce{[PtCl2(NH3)2]}} Der Cl-Ligand ist \ce{Cl-}, woraus wir schliessen, dass Pt \ce{Pt^2+} ist. Nun können wir vom Periodensystem ablesen, dass dies einer d$^8$-Konfiguration entspricht. Wenn wir nun diese \ce{8 e-} in die Energiediagramme von quadratisch-planar und tetraedrisch eintragen (von unten nach oben auffüllen, Orbitale mit gleider Energie zuerst einzeln besetzen), sehen wir schnell, dass die quadratisch-planare Geometrie besser passt (bei der tetraedrischen Geometrie wäre eines der energetisch höheren Orbitale doppelt besetzt und die anderen einfach).
\paragraph{\ce{[NiBr2(PPh3)2]}} Da Br eigentlich \ce{Br-} und \ce{PPh3} neutral geladen ist, ist Ni eigentlich \ce{Ni^2+}, ergo d$^6$.
\subsection{High Spin / Low Spin}
Bei oktaedrischen Komplexen gibt es für d$^4$ bis d$^7$ ausserdem jeweils zwei Konfigurationen: \textit{high spin} und \textit{low spin}. High spin beschreibt diejenige Konfiguration mit dem maximalen spin. Das heisst, dass zuerst die energetisch höher liegenden Orbitale aufgefüllt werden und erst dann die energetisch Tieferen komplett aufgefüllt. Low spin-Komplexe befüllen zuerst die energetisch tieferen Orbitale komplett und erst dann die energetisch Höheren.\par\smallskip
Für die Entscheidung zwischen diesen Konfigurationen gibt es zwei Energien, die in Betracht gezogen werden müssen:
\paragraph{Paarbildungsenergie} Beschreibt diejenige Energie, welche aufgebracht werden muss, um den Spin eines Elektrons umzudrehen und dieses in ein einfach befülltes Orbital zu legen.
\paragraph{Aufspaltungsenergie} Beschreibt den Energieunterschied zwischen den energetisch tieferen und den energetisch höheren Orbitalen.
Grosse Aufspaltungsenergien führen zu \textit{diamagnetischen} low spin-Komplexen und kleine Aufspaltungsenergien zu \textit{paramagnetischen} high spin-Komplexen.
\subsection{Komplexe}
......
......@@ -96,4 +96,4 @@
\setlist[itemize]{noitemsep, nolistsep}
\setlist[enumerate]{noitemsep, nolistsep}
\definesubmol{ox}3{-[#3,0.4,,,,draw=none]#2-[4,0.2,,,,draw=none]{#1}}
%\textbackslash\{\}definesubmol\{ox\}3\{-[\#3,0.4,,,,draw=none]\#2-[4,0.2,,,,draw=none]\{\#1\}\}\definesubmol{ox}3{-[#3,0.4,,,,draw=none]#2-[4,0.2,,,,draw=none]{#1}}
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