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AC > 10. Komplexverbindungen > Flashcards

10. Komplexverbindungen Flashcards

1
Q

Koordinativer Bindung

A

Art der kovalente Bindung in komplexen Verbindungen

Entstehung:

  • Bindungs-EP stammt aus Elektronenpaardonator (=Lewis-Base!) —> Ligand!
  • Bindungs-EP wird vom Elektronenpaar-Akzeptor (=Lewis-Säure!) akzeptiert —> Metall!

–> Donor-Akzeptor-Bindung

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2
Q

Koordinationskomplex

bestehen aus

A

= Komplexverbindungen

bestehen aus Zentralatom oder Zentralion, das von Liganden umgeben ist

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3
Q

Neutrale Komplexe

bestehen aus

A

Zentralatom + neutrale Liganden zB Ni(CO)4

oder

Zentralkation + anionische Liganden zB [Fe(SCN)3]

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4
Q

SCN: Name in [Fe(SCN)3]

A

Thiocyanato Ligand

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5
Q

Komplexe Ionen

bestehen aus

A

Zentralkation + neutrale, kationische oder anionische Liganden

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6
Q

Liganden enthalten per Definition ….

A

ein oder mehrere freie Elektronenpaare

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7
Q

Koordinationszahl =

A

Anzahl innere Sphäre Liganden

= wie viele EP-Donatoren mit dem Zentralteilchen eine Bindung eingegangen sind

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8
Q

Klassifizierung von Liganden

A
  • Art der Ladung
  • Art der Anbindung an das Zentralteilchen
  • sigma-Donor / sigma + pi Donor / Sigma Donor pi-Akzeptor
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9
Q

Klassifizierung von Liganden - Art der Anbindung an das Zentralteilchen

A
  • einzähnige
  • mehrzähnige
  • ambidente
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10
Q

Einzähnige Liganden + Bsp

A

Hat nur eine Koordinationsstelle –> pro Ligand nur eine Bindung möglich

zB NH3, CN-, H2O

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11
Q

Mehrzähnige Liganden + Bsp

A

Hat mehr als eine Koordinationsstelle –> pro Ligand mehr als eine Bindung möglich

zB Oxalat (zweizähnig), EDTA, Ethylendiamin (sechszähnig)

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12
Q

EDTA

A

Ethylendiamintetraessigsäure

sechszähnig –> Chelat-Ligand

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13
Q

Chelat-Liganden / Chelat-Komplexe

A

mehrzähnige Liganden / Komplexe mit mehrzähnige Liganden

Chelat: aus griechisch Krebsschere

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14
Q

Chelat-Komplexe vs Komplexe mit ähnlicher einzähnige Liganden

A

Chelatkomplexe stabiler!

= Chelateffekt (wegen Entropie, nicht Enthalpie)

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15
Q

Ambidente Liganden

+ Bsp

A

besitzen mehr als eine Koordinationsstelle, aber nur eine Koordinationsstelle kann gleichzeitig verwendet werden

zB SCN - Bindung entweder mit Schwefel oder mit Stickstoff aber nicht beide gleichzeitig!

M-SCN = Thiocyanat-Ligand
M-NCS = Isothiocyanat-Ligand
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16
Q

Sigma-Donor Ligand

A

Ligand hat

  • nur ein freies Elektronenpaar
  • keine Mehrfachbindung

zB NH3, PH3

(sigma ist stabiler als pi)

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17
Q

Sigma- and Pi-Donor Ligand

A

Ligand hat mehr als einem freien Elektronenpaar
(aber keine Mehrfachbindung)

zB H2O, Cl-

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18
Q

Sigma-Donor Pi-Akzeptor Ligand

A

Ligand hat Mehrfachbindung

  • Sigma-Orbital gibt Elektron an Metall
  • Pi-Orbital ( Mehrfachbindung) nimmt Elektron aus Metall

zB CO, CN-, N2

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19
Q

Nomenklatur:

_____ zuerst, _______ als letztes genannt

A

Liganden, Zentralteilchen

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20
Q

H2O —> ______
NH3 —> ______
CO —-> _______

A

aqua
amin
carbonyl

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21
Q

bei _____ Komplexen endet der Name des Zentralions mit ‘-at’

A

anionische

evtl lateinische Name

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22
Q

Am ende: ________ des Zentralatoms

A

Oxidationsstufe

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23
Q

allgemeines Schema für komplexes Kation oder Neutralkomplex

A

Ligandenzahl-Ligandenname-Zentralteilchen-OZ-Anion

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24
Q

allgemeines Schema für komplexes Anion

A

Kation-Ligandenzahl-Ligandenname-Zentralteilchen(evtl lateinische Name)-at-OZ

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25
Q

Anion mit Zentralteilchen gold

A

-aurat

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26
Q

Anion mit Zentralteilchen eisen

A

-ferrat

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27
Q

Anion mit Zentralteilchen silber

A

-argentat

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28
Q

Anion mit Zentralteilchen kupfer

A

-cuprat

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29
Q

Anion mit Zentralteilchen aluminium

A

-aluminat

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30
Q

Anion mit Zentralteilchen blei

A

-plumbat

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31
Q

Anion mit Zentralteilchen nickel

A

-nickelat

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32
Q

Anion mit Zentralteilchen platin

A

-platinat

33
Q

Anion mit Zentralteilchen quecksilber

A

-mercurat

34
Q

Anion mit Zentralteilchen Zink

A

-zincat

35
Q

Anion mit Zentralteilchen Zinn

A

-stannat

36
Q

Was entsteht, wenn man das in H2O nicht lösliche Al(OH)3 in Salzsäure gibt?

A

Aluminiumhydroxid + HCl + H2O

→ 2 Al3+ + 6 Cl- + 12 H2O

→2 [Al(H2O)6]3+ + 6 Cl

37
Q

Was entsteht, wenn man das in H2O nicht lösliche Al(OH)3 in Natronlauge gibt?

A

Aluminiumhydroxid + NaOH → Na+ + [Al(OH)4]-

38
Q

Ligand: (S2O3)2-

A

thiosulfato

39
Q

Ligand: NO3-

A

nitrato

40
Q

Ligand: OCN-

A

cyanato

41
Q

Ligand: SCN-

A

thiocyanato

42
Q

Ligand: S2-

A

sulfido, thio

43
Q

Was passiert wenn Kupfer(II)-sulfatlösung mit Ammoniaklösung versetzt

A

CuSO4 + H2O → [Cu(H2O)6]2+ + SO42-

[Cu(H2O)6]2+ + 2 OH- → Cu(H2O)62 ↓

Cu(H2O)62 + NH3 → [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ + 2 OH-

44
Q

Isomerie bei Komplexverbindungen

A

Geometrische Isomerie

Bindungsisomerie

Hydratisomerie

45
Q

Geometrische Isomerie Bsp trans / cis

A

[Pt(NH3)2Cl2] - diammindichloridoplatin(II)

trans: NH3 gegenüber von NH3, Cl- gegenüber von Cl-
cis: NH3 gegenüber von Cl-

(nur bei quadratisch planar - kein Isomerie bei Tetraeder möglich)

46
Q

Geometrische Isomerie Bsp fac / mer

A

[Co(NH3)3Cl3]

KZ = 6 –> Oktaeder

Fac(ial): 3 x NH3 besitzen die Ecke einer Dreifachfläche des Oktaeders

Mer(iodonal): 3 x NH3 liegen in einer Ebene mit dem Zentralatom

47
Q

Bindungsisomerie Bsp

A

Komplexe mit ambidente Liganden

zB [Co(NH3)5NO2]

Nitro-form: Binding mit Stickstoffatom: M-ONO
—> pentaaminnitrocobalt(I)

Nitrito-form: Bindung mit Sauerstoffatom: M-NOO
—> pentaamminnitritocobalt(I)

48
Q

Hydratisomerie Bsp

A

CrCl3*6H2O

[Cr(H2O)6]Cl3 –> grün-blau

[Cr(H2O)5Cl]Cl2*H2O –> hellgrün

[CrCl2(H2O)4]Cl*2H2O –> grün

verschiedene Leitfähigkeiten: hängt von Anzahl der Ionen in Lösung ab –> 1. Form hat größte Leitfähigkeit

49
Q

Ursache für die Farbigkeit von komplexen Verbindungen?

A
  1. Charge Transfer
    - Verschiebung von Elektronen Me -> L, L -> Me, Me -> Me
    - Beispiel: Berliner Blau K[FeFe(Cn)6]
  2. Ligandenfeldtheorie
    - unterschiedlich große energetische Aufspaltung der d-Orbitale (je nach Art Liganden)
  • -> Absorption von unterschiedlich großer Energie bei d-d Übergängen
  • -> sichtbare Farbe ist komplementär zur Farbe des absorbierten Lichts
50
Q

Welche Information liefern die spektrochemischen Reihen der Liganden und
Zentralteilchen?

A

Spektrochemische Reihe der Liganden

O22− < I− < Br− < S2− < SCN− < Cl− < F− < NCO− < OH− < ox2− < H2O < NCS− < < NH3 < en <
NO2− < CN− < CO

  • links schwache Liganden (kleine Aufspaltung –> high-spin Komplexe),
  • rechts starke Liganden (große Aufspaltung –> low-spin Komplexe)

Spektrochemische Reihe der Metallionen

Mn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+ < V2+ < Fe3+ < Cr3+ < V3+ < Co3+ < Mn4+ < Mo3+ < Rh3+ < Pd4+ < Ir3+ < Re4+ < Pt4+

  • je größer die Ladung des Metallkations, desto größer die Aufspaltung
  • mit steigender Ordnungszahl wächst die Aufspaltung: 3d < 4d < 5d

Zusammengefasst:
Es gibt Liganden, die spalten bestimmte d-Orbitale weiter oder weniger weiter –> unterschiedliche Menge an Energie aufgenommen –> Farbwirkung

51
Q

Die Eigenschaften von einem Komplex [ML6]x hängen von den _______ in _______ _______ ab

A

Liganden in der inneren Sphäre

52
Q

ML6 Komplex - was stabilisiert diese?

A

Stabilisierungsenergie = elektrostatische Anziehungskraft

zwischen positiv geladene Metallion und negativ geladene Liganden

53
Q

Übergangsmetallen: Elektronen mit höchster Energie sind …..

A

d-Elektronen in 5 d-Orbitale (entartet)

54
Q

ML6 Komplex hat ein ___________ Form

A

oktaedrische

55
Q

in ein ML6 Komplex werden die d-Orbitale der Metalle nach Komplexbildung in …….

A

in 2 Gruppen aufgespalten

dx2y2, dz2: liegen auf den Achsen

  • -> haben direkte Abstoßung mit Liganden
  • -> stabiler
  • -> höhere Energie

dxy, dxz, dyz: liegen nicht auf den Achsen

  • -> keine direkte Abstoßung mit den Liganden
  • -> weniger stabil
  • -> niedrigere Energie
56
Q

ML6-Komplex

Ligandenfeldaufspaltungsenergie

A

ΔE = 10 Dq = Ligandenfeldaufspaltungsenergie

dx2y2, dz2 liegen bei +6 Dq
—-> Gesamt = +12 = Destabilisierungsenergie

dxy, dxz, dyz liegen bei -4 Dq
—–> Gesamt = -12 = Stabilisierungsenergie

57
Q

Ligandenfeldaufspaltungsenergie hängt von

A
  • Größe (=Ordnungszahl) der Metall
  • Oxidationsstufe der Metall
  • Ligand: weak or high field –> Spektrochemical Series
58
Q

ML6-Komplex
Ligandenfeldaufspaltungsenergie 10 Dq ___________ bei einem größeren Metall oder bei einem Metall mit höhere Oxidationsstufe

A

vergrößert sich

59
Q

Ligandenfeldaufspaltungsenergie:

kleinste Aufspaltung bei….

A

Sigma-Donor Pi-Donor

weil sie am schwächsten sind

60
Q

Ligandenfeldaufspaltungsenergie:

mittlere Aufspaltung bei……

A

Sigma-Donor

61
Q

Ligandenfeldaufspaltungsenergie

großte Aufspaltung bei…..

A

Sigma-Donor Pi-Akzepztor

weil sie am stärksten sind

62
Q

High field Ligand

A
  • high electrostatic interaction
  • sigma-donor pi-akzeptor
  • Ligand mit Mehrfachbindung
  • zB CN-

—> große Aufspaltung

63
Q

Weak field Ligand

A
  • low electrostatic interaction
  • sigma-Donor Pi-Donor
  • Ligand ohne Mehrfachbindung, mit mehr als 1 freie EP
  • zB Cl-, F-, H2O

—> kleine Aufspaltung

64
Q

Between weak field and high field Ligands

A
  • sigma-donor
  • Ligand mit nur 1 freie EP, keine Mehrfachbindung
  • zB NH3, en, NO2-

—> mittlere Aufspaltung

65
Q

Elektronenpaarungsenergie (P)

A

Energie die benötigt wird, um zweite Elektronen in einem Orbital mit einem Elektron zu bringen

66
Q

(ML6-Komplex)

High Spin Komplex

Warum

Bsp

A

Elektronenpaarungsenergie bei weak field Liganden:
P > 10Dq

  • —–> Elektronen besetzten zuerst alle d-Orbitalen einzeln, obwohl die Orbitale nicht entartet sind
  • ——> ungepaarten Elektronen
  • ——> total Spin S_T ist hoch
  • ——> Komplex ist paramagnetisch

——-> ‘High Spin Komplex’

zB [Fe(H2O)6]2+

(H2O fast immer High spin)

67
Q

(ML6-Komplex)

Low Spin Komplex

Warum

Bsp

A

Elektronenpaarungsenergie bei strong field Liganden (CN-, CO, manchmal NH3) :
P < 10Dq

  • —–> Elektronen besetzten zuerst die drei d-Orbitalen mit weniger Energie, bis sie voll sind
  • ——> keine ungepaarte Elektronen
  • ——> total Spin S_T = 0
  • ——> Komplex ist diamagnetisch

——-> ‘Low Spin Komplex’

zB [Fe(CN)6]4-

68
Q

Farbe von Komplexen häng von ________ ab

A

Farbe hängt von Ligandenfeldaufspaltungsenergie ab.

kleine Aufspaltung

  • -> Elektronen absorbieren Energie von Licht im roten Bereich (Photonen haben weniger Energie)
  • -> sieht grün aus

größe Aufspaltung

  • -> Elektronen absorbieren Energie von Licht im violetten Bereich (Photonen haben mehr Energie)
  • -> sieht gelb aus

usw

69
Q

Nur _________ Komplexe mit ________ Elektronen können Licht absorbieren, und haben deswegen eine Farbe.

A

nur paramagnetische Komplexe mit ungepaarte Elektronen

ungepaarte Elektronen können licht absorbieren

70
Q

Licht mit größerer Wellenlänge hat ____________ Energie

zB ___________

A

weniger Energie, zB Rot

71
Q

Licht mit kleinerer Wellenlänge hat ___________ Energie

zB ___________

A

mehr Energie, zB Blau

72
Q

Blaues Licht hat eine _____ Wellenlänge

A

kleinere

73
Q

Rotes Licht hat eine _____ Wellenlänge

A

größere

74
Q

Wellenlänge und Energie von blauen licht

> oder <

Wellenlänge und Energie von roten Licht

A

Wellenlänge:
blau < rot

Energie:
blau > rot

75
Q

(ML6-Komplex)

Ein Metallion mit nur d^1 elektronen hat ein d-Orbital Energie von ____.

Bei Komplexbildung, stabilisiert sich ein Metallion mit nur d^1 Elektron bei ____.

A

0 Dq

-4 Dq

76
Q

(ML6-Komplex)

Ligandenfeldstabilisierungsenergie mit H2O als Ligand?

d1 system, d2 system, d3 system, d4 system usw

Einfluss auf ________Energie

A 
d1 = -4 Dq
d2 = -8 Dq
d3 = -12 Dq
d4 = -6 Dq (High spin Complex!)
d5 = 0 Dq

usw

Einfluss auf Hydratationsenergie

77
Q

ML4 Komplex - planar

was passiert mit d-Orbitalen?

A

in Vergleich zu ML6: als ob man 2 Liganden auf Z-Achse entfernt.

–> alle Orbitale die z-Komponente haben werden stabiler = gehen runter in Energie

–> alle Orbitale ohne z-Komponente werden weniger stabiler = mehr Energie

------> 4 Verschiedene Niveaus:
dx2y2
dxy
dz2
dxz, dyz
78
Q

ML4 Komplex - tetraeder

was passiert mit d-Orbitalen?

A

Orbitale umgekehrt in Vergleich zu ML6

dxydxz, dyz - höhere Energie

dx2y2, dz2 - weniger Energie = stabiler

10Dq(Tetraeder) < 10Dq(Oktaeder)

AC (25 decks)

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