Anorganische Chemie I - Fachbereich Chemie - Universität ...

Technische Universität Kaiserslautern Kaiserslautern, 23. November 2011
Fachbereich Chemie
Anorganische Chemie I
1. Übung, Fragen und Antworten
Ort: Hörsaal 52/203, Zeit: 30. 11. 2011, 17 Uhr
Anmerkung: Die Übungen sind als Vorbereitung für die Klausur gedacht. Was in der Übung
am besten ausführlich gebracht wird, soll in der Klausur unbedingt knapp und so kurz wie
möglich formuliert werden. (Das Korrekturteam benötigt keine ausführlichen Erläuterungen.)
Bitte lesen Sie die auf der gleichen Internetseite erhältlichen Materialien zur Vorlesung. Zum
Gebrauch der Materialien zur Vorlesung: Es werden keine Listen von auswendig gelernten
Schmelz- oder Siedepunkten abgefragt, doch sollten diese angeschaut und so aufgenommen
werden, dass Sie eine Anzahl von Hauptgruppenelementen nach deren Schmelzpunkt ordnen
könnten. Verfahren Sie bitte ebenso mit Dichteangaben. Wie die Elemente aussehen, sollten
Sie wissen, Prozentangaben zur relativen Häufigkeit wurden jedoch lediglich zu Ihrer
Information beigefügt und werden nicht zum Gegenstand von Klausurfragen gemacht. Wenn
Fragen zu Mineralien kommen, gilt folgende Regel: Ist nur ein Mineral für ein bestimmtes
Element angegeben, dann sollten Sie dieses kennen. Sind für ein Element hingegen mehrere
mineralische Vorkommen genannt, wird nicht mehr als die halbe Anzahl abgefragt.
Drei Übungen sind vorgesehen. Mit jedem vollständig bearbeiteten und vor Beginn der
Übung abgegebenen Übungsblatt erwerben Sie einen Klausurpunkt. Fertigen Sie für den
eigenen Gebrauch eine Kopie Ihres Übungsblattes an. Die maximale Punktzahl in der Klausur
beträgt 75, zum Bestehen sind 30 Punkte erforderlich.
Noch eine Anmerkung: Es wurden Überlegungen angestellt, den früh anberaumten
Klausurtermin 6. 2. 2012 um eine oder zwei Wochen nach hinten zu verschieben. Bitte
überlegen Sie, was dagegen spräche.
1a) Beschreiben Sie verschiedene Verfahren zur Gewinnung der Alkalimetalle in elementarer
Form, darunter das technische Herstellungsverfahren für Natrium und zwei Möglichkeiten der
chemischen Reduktion von Alkali-Kationen zum Metall. Geben Sie Reaktionsgleichungen an
und betrachten Sie die Schemazeichnung des Apparates zur Gewinnung von Natrium im

„Holleman-Wiberg“. Wie verhindert man, dass sich die beiden Produkte des technischen
Prozesses wieder zur Ausgangsverbindung zusammenfinden?
1b) Geben Sie Reaktionsgleichungen an für die Herstellung von Magnesiumhydrid.
Berücksichtigen Sie dabei auch den organischen Katalysator.
Bestimmen Sie die theoretisch mögliche Speicherdichte für Wasserstoff mittels
Magnesiumhydrid-Bildung und –Zerfall und berechnen Sie den Druck, der in einem Tank für
gasförmigen Wasserstoff herrschen müsste, um im gleichen Volumen die gleiche Menge
Wasserstoff unterzubringen. Gehen Sie dabei von der Gleichung für ideale Gase aus.
Nennen Sie Gründe für den Umstand, dass die theoretische Speicherdichte in der Praxis nicht
erreichbar ist und unterbreiten Sie Vorschläge für Wasserstoffverbindungen der
Hauptgruppenelemente für eine höhere Speicherdichte (Summenformeln).
1b) Geben Sie Reaktionsgleichungen an für die Chemie der Herstellung von Gips und
Kalkmörtel für die Anwendung am Bau. Lesen Sie in den Materialien den Abschnitt zur
Gipskristallisation in der Naica-Mine in Mexiko und beschreiben Sie knapp in eigenen
Worten die dort herrschenden Kristallisationsbedingungen. Überlegen Sie, warum beim
Kalkmörtel zuerst das Ausgangsmaterial mehrere Verfahrensschritte durchlaufen muss, um
sich hernach wieder in das Ausgangsmaterial umzuwandeln. Könnte man nicht gleich das
Naturprodukt zum Mauern verwenden?
1d) Begründen Sie die (n+1)-Formel für closo-Cluster und zeichnen Sie zwei der typischen
Lehrbuchbeispiele für n = 8,9 oder 11. Skizzieren Sie je ein Beispiel für einen nido- und einen
arachno-Cluster und zählen Sie die Elektronen für die vier Beispiele nach der
Elektronenzählregel von Wade.
1e) Diskutieren Sie die Struktur des -rhomboedrischen Bors. Passen die
Elektronenzählregeln nach Wade auch in diesem Fall?
Vervollständigen Sie die folgende Reaktionsgleichung und unterbreiten Sie einen
Strukturvorschlag. Wie ist hier die Elektronenbilanz?
Ca + 6 B → ?
1f) Wie werden Borhalogenide hergestellt (Reaktionsgleichungen)? Nennen Sie fünf
Reaktionen der Borhalogenide (Reaktionsgleichungen).