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Chemie (Fach) / AC6 (Lektion)
AC6
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- Mangan Oxzahlen, KZ Darstellung wichtigste Oxidationszahlen: + II (d5, high spin) + IV (d3) + VII (d0) bekannt sind - II bis + VII - II -I 0 +I werden durch Π-Akzeptor-Liganden stabilisiert (CO2, NO+) KZ 4 oder 6 Darstellung: 2 MnO + Si --> 2 Mn + SiO2 oder Elektrolyse von MnSO4 Lösung
- Technetium nur künstlich darstellbar sendet beta-Strahlen, Halbwertszeit 2*105 Jahre 43 99m Tc wird als Metallkomplex in der medizinischen Diagnostik verwendet
- Cr VI Verbindungen Peroxoverbindung: CrO5 Chrom(VI)peroxid eine Dpbdg zu O, zwei "Dreiecke" mit zwei O Herstellung: Dichromate mit Wasserstoffperoxid in schwefel- oder salpetersaurer Lösung Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ --> 2 [CrO(O2)2] + 5 H2O blaue Lösung (Hydroxokomplex), zersetzt sich in Wasser CrO5 kann durch Ligandenzugabe substituiert werden (z.B. durch Pyridin oder Diethylether)
- Cr IV Verbindungen Cr V Verbindungen IV (d2) CrF4 Ba2[CrO4] Sn2[CrO4] nicht beständig in Wasser, in wässriger Lösung disproportioniert Cr IV zu Cr III und Cr VI V (d1) CrF5 [CrOF4]- Cr V Verbindungen nicht sehr stabil
- Cr III Verbindungen Cr III (d3) III ist stabilste Oxidationszahl des Cr immer oktaedrisch koordiniert ändert Farbe mit Temperaturveränderung [Cr(H2O)6]Cl3 violett, bei tiefen T [Cr(H2O)5Cl]Cl2 hellgrün [Cr(H2O)4Cl2]Cl dunkelgrün, bei hohen T
- Cr II Verbindungen starke Reduktionsmittel Cr2+ --> Cr3+ + e- Oktaedrische Highspin Cr II Verbindungen sind Jahn-Teller verzerrt (Aufspaltung des entarteten Zustands durch Erniedrigung der Symmetrie) [Cr(H2O)6]2+ [Cr(NH3)6]2+ Cr II Verbindungen bilden Cr-Cr-Mehrfachbindungen
- Uranerze Uraninit/Pechblende UO2 U4+ kdp, O2- in allen Tetraederlücken Carnotit K2[UO2|VO4]2 . 3 H2O
- Urananreicherung es gibt zwei nat. Isotope: 238U = 99,3 % und 235U = 0,7 % 235U wird angereichert ab 20 % 235U spricht man von HEU (highly enriched uranium) für Reaktoren braucht man Anteil von 2-5 % für Kernwaffen von ca 90 % Darstellung UF6 UO2 + 4 HF (bei 200°) --> UF4 + 2 H2O UF4 + F2 --> UF6 in Gaszentrifugen wird gasförmiges UF6 nach Uranisotopen getrennt (über 90.000 rpm= Umdrehungen/Minute)
- Anwendung von V2O5 Chemische Industrie: Katalysator im Kontaktverfahren zur Herstellung von H2SO4 V2O5 + SO2 --> V2O4 + SO3 V2O4 + 1/2 O2 --> V2O5 SO3 + H2SO4 --> H2S2O7 (Dischwefelsäure) H2S2O7 + H2O --> 2 H2SO4
- Ansäuern Chromatlösung Chromat-Dichromat-Ggw CrO42- + H+ -> <- HCrO4- bei pH 6-7 liegt Ggw links, gelb 2 HCrO4- -> <- Cr2O72- + H2O bei pH 2-6b im Ggw, orange HCrO4- + H+ -> <- H2CrO4 (Chromsäure) bei pH 1 liegt Ggw rechts, rot K = 102,2
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- Struktur Chrom II acetat [Cr(CH3COO)2]2 . 2 H2O d4-highspin-Komplex Jahn-Teller-verzerrtes Metallzentrum
- Beispiele Metall-Metall-Bindung für die Bindungsordnungen: 1, 2, 3, 4 1 [Mo2Cl9]3- 2 (d2) [Mo2(OR)8] 3 (d3) [W2Cl9]3- 4 (d4) [Re2Cl8]2-
- Rhenium und Technetium Eigenschaften Verwendung Heptoxide Trioxide Re: Re ist seltenes Element+ VII typische Oxidationszahl + II Verbindungen sehr selten bei + III Verbindungen gibt es Re-Re-Mehrfachbindungen KZ 4, 6, 7, 8, 9 Legierungsbestandteil Verwendung in der Herstellung von bleifreiem Benzin Tc: Radiomedizin (99mTc), schwache Strahlung, kurze Verweilzeiten, ungiftig, Leber, Gelenke, Schilddrüse 99Mo -> 99mTc -> 99Tc -> 99Ru Heptoxide: Tc2O7, Re2O7 durch Verbrennung an der Luft Trioxid: ReO3 durch Reduktion von Re2O7 mit CO
- Rhenium und Technetium Hydride Halogenide Hydride mit Re/Tc: KReO4 + Na/K (in Ethylendiamin, C2H8N2) --> K2ReH9 KTcO4 + Na/K (in Ethylendiamin) --> K2TcH9 es entsteht ein dreifach überkapptes trigonales Prisma Halogenide: ReCl3 Re3Cl9-Einheiten mit Re3-Clustern im festen Zustand ist es ein (ReCl3)x Polymer [Re2Cl8]2- Octachloridodirhenat (hat eine Vierfachbindung)