AAM (in drukletters) Stamnummer PGE Algemene Scheikunde 6 november 2009 9u Vraag 1 ( punten) Teken de structuurformule van onderstaande verbindingen. s-butyl-methylether vinylchloride Cl 2-fenyl--methyl-1-penteen Vraag 2 (2 punten) In welk van onderstaande reeksen zijn de verbindingen gerangschikt in volgorde van toenemend kookpunt. a) methylthiol < methylalcohol b) natriumoxalaat < ethylacetaat (natriumoxalaat ionaire verbinding) c) n-octaan < 2,-dimethylhexaan (n-octaan groter contactoppervlak) d) aceton < DMS Pagina 1 van 6
Vraag (4 punten) Een oplossing wordt bereid door 25 ml van een 2 M ammoniumfosfaatoplossing aan te lengen tot 100 ml, gevolgd door een 2001 verdunning en door een 501 verdunning. Bereken de concentratie aan ammoniumionen in de resulterende oplossing. Verklaar je antwoord. c H4 + = c (H4 ) P 4,o V 1 V 2 V V 4 V 5 V 6 c H4 + = 2 mol l 25 ml 100 ml 1 ml 200 ml 1 ml 50 ml = 1.5 10 4 M Vraag 4 (5 punten) Thallium vormt twee verbindingen met zuurstof. Verbinding I bevat 89.49 m% thallium en verbinding II bevat 96.2 m% thallium. a) Geef de chemische formule van de twee verbindingen. Verklaar kort je antwoord (2 punten) b) Geef de grondtoestandelektronenconfiguratie van het thalliumion in elk van deze verbindingen. (2 punten) c) Voor welk van beide verbindingen verwacht je het hoogste smeltpunt. Verklaar kort je antwoord (1 punt) Pagina 2 van 6
a) chemische formule van verbinding I Tl 2 chemische formule van verbinding II Tl 2 Voor beide verbindingen geldt m Tl m = Tl AM Tl AM Verbinding I 16 g 89.49 g Tl mol Tl = 2 = 0.666 = 204.8 g Tl 10.51 g mol Tl Verbinding II 16 g 96.2 g Tl mol Tl = 2 = 1.998 = 204.8 g Tl.77 g 1 mol Tl b) elektronenconfiguratie van het thalliumion in verbinding I Tl + [Xe] 4f 14 5d 10 elektronenconfiguratie van het thalliumion in verbinding II Tl + [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 Pagina van 6
c) verbinding met hoogste smeltpunt Tl 2 ionaire verbindingen kookpunt is een maat voor de energie die moet toegevoerd worden om de ionen los te maken uit hun roosterposities in vaste stof. De roosterenergie is een maat voor de aantrekkingkracht tussen de ionen in de vaste stof. Het kookpunt van een ionaire verbinding neemt dus toe met toenemende roosterenergie E rooster = k q 1 q 2 r waarin q1 en q2 de lading op de ionen en r de afstand tussen de ionen. E rooster neemt toe met toenemende lading op de ionen en afnemende afstand tussen de ionen. De afstand, r, tussen de ionen neemt af met afnemende straal van de ionen. De invloed van de ladingen overweegt op de invloed van de grootte van de ionen. Tl 2 q1 = + en q2 = -2 Tl 2 q1 = +1 en q2 = -2 Vraag 5 (6 punten) Geef de naam van de geometrie rond het aangeduide atoom in de onderstaande verbindingen. Geef de bindingshoeken rond het aangeduide atoom. Geef ook de bindingsorden van alle bindingen. Verklaar kort je antwoord. Maak, indien nodig, een overzichtstabel van de resonantiestructuren en teken in je antwoord enkel de resonantiestructuren die beschouwd moeten worden. a) waterstofchloraat (Cl-atoom). Experimenteel wordt vastgesteld dat alle Clbindingsafstanden enigszins langer zijn dan verwacht voor een Cl= binding. b) azide-anion (centrale atoom) a) waterstofchloraat (1 1) + (1 7) + ( 6) = 26 valentie-elektronen H 1 Cl 2 H Cl H Cl Pagina 4 van 6
p basis van de experimentele gegevens blijkt dat resonantie niet volledig verwaarloosd kan worden (zie overzichtstabel met resonantiestructuren) energetisch 2 de meest gunstige resonantiestructuur moeten dus ook beschouwd worden. Geometrie rond Cl 4 LW ( bindingen + 1 e-paar) minimale repulsie voor een tretrahedrische schikking van de LW geometrie trigonaal pyramidaal bindingshoeken -Cl- 107 (repulsie vrij e-paar bindingse-paar > bindingse-paar bindingse-paar); Bindingsorde H 1 B = 1+1+1 Cl 1 B = 1+1+1 Cl 2 B = 2+1+2 Cl B = 2+2+1 = 1 = 1 = 1.66 benedengrens = 1.66 benedengrens Cl 2 en Cl equivalente Cl bindingen met 1.66 < B < 2 8 e rond Cl; 1 FL 4; +2FL op Cl; 2 -FL op gunstig 10 e rond Cl; 2 en 1 (2) FL 2; +FL op Cl; -FL op gunstig (1) FL 4; +FL op Cl en op ; 2 -FL op gunstig 12 e rond Cl; 1 en 2 (1) FL 0 dominant (2) FL 2; +FL op ; -FL op gunstig 14 e rond Cl allen +FL op gunstig Pagina 5 van 6
b) azide anion ( 5) + 1 = 16 valentie-elektronen -1 +1-1 0 +1-2 -2 +1 0 linker resonantiestructuur FL ; 2 -FL op, +FL op ; LS; dominant andere resonantiestructuren FL ; -2FL op ; +FL op ; LS energetisch meer ongunstig dan in linker resonantiestructuur wegens grotere FL (-2 en +1 versus -1 en +1). Geometrie rond centrale -atoom 2 LW minimale repulsie voor een lineaire schikking van de LW geometrie linear bindingshoeken 1-2 - 180 Bindingsorde 1 2 B = 2++1 2 B = 2+1+ = 2 gelijk aan B in dominante resonantiestructuur = 2 gelijk aan B in dominante resonantiestructuur De bijdragen van de niet-dominante resonantiestructuren heffen elkaar op. Pagina 6 van 6