Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 1 af 14 Opgave 1. Molekylorbitalteori 1.1 Angiv elektronkonfigurationer for O, Al, Fe 3+ og Br. 1.2 Molekylorbitalteori. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for C 2. b) Angiv bindingsorden for C 2. c) Angiv de magnetiske egenskaber for C 2.
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 2 af 14 1.3 Ved en to trins oxidation af C 2 kan ionen C 2 2+ tænkes dannet. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for C 2 2+. b) Angiv bindingsorden for C 2 2+. c) Angiv de magnetiske egenskaber for C 2 2+.
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 3 af 14 Opgave 2. Reaktioner og navngivning 2.1 Navngivning. Navngiv følgende forbindelser: 5% NH 4 F HNO 3 Na 2 O 2 KHSO 4 Cu 2 O 2.2 Færdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer: 5% Ca(s) + H 2 O(l) NaH(s) + H 2 O(l) Ba 2+ (aq) + CO 3 2 (aq) P 4 O 10 (s) + H 2 O(l) Cu 2+ (aq) + S 2 (aq) Opgave 3. Kompleksforbindelser 3.1 Navngiv følgende kompleksforbindelser: [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 [Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2 [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ K 3 [Cr(CN) 6 ]
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 4 af 14 3.2 Opskriv d-orbital diagrammer for følgende komplekse ioner: [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ og [Cr(CN) 6 ] 3. 3.3 Angiv de magnetiske egenskaber for henholdsvis [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ og [Cr(CN) 6 ] 3. [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ : [Cr(CN) 6 ] 3 :
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 5 af 14 Opgave 4. Lewisstrukturer og VSEPR 4.1 Angiv Lewisstrukturer og eventuelle resonansstrukturer (med formelle ladninger) for CH 4, SF 6, H 3 O +, NO 3, PF 5 :
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 6 af 14 4.2 Tegn en tydelig tredimensionel struktur og angiv omtrentlige bindingsvinkler for CH 4, SF 6, H 3 O +, NO 3, PF 5 : 4.3 Angiv for hvert af følgende molekyler/ioner, om de har et dipolmoment, der er forskelligt fra 0: CH 4, SF 6, H 3 O +, NO 3, PF 5 :
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 7 af 14 Opgave 5. Reaktioner 5.1 Færdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer for følgende stoffers reaktion med rigeligt ilt: 5% Zn(s) + O 2 (g) P 4 (s) + O 2 (g) Li(s) + O 2 (g) Na(s) + O 2 (g) H 2 S(g) + O 2 (g) Phosphorsyre, H 3 PO 4, kan fremstilles ud fra calciumphosphat, Ca 3 (PO 4 ) 2, ved tilsætning af koncentreret svovlsyre. 5.2 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af phosphorsyre ud fra calciumphosphat. 3% Jern metal kan fremstilles ud fra jern(iii)oxid i en termitreaktion ved høj temperatur. 5.3 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af jern ud fra jern(iii)oxid og aluminium.
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 8 af 14 Opgave 6. Bindingsenergi Betragt forbrændingen af methan, CH 4 : CH 4 (g) + 2O 2 (g) CO 2 (g) + 2H 2 O(l) 6.1 Anvend tabelværdier for bindingsenthalpier til at beregne reaktionsenthalpien for forbrænding af CH 4 : 6.2 Anvend standardenthalpier til at beregne reaktionsenthalpien for reaktionen givet ovenfor. 6.3 Forklar forskellen mellem de beregnede enthalpier i spørgsmål 6.1 og 6.2. 1% 6.4 Angiv om reaktionen givet ovenfor er endotherm eller exotherm. 1%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 9 af 14 Opgave 7. Farver og energier [Cr(CN) 6 ] 3 og [CrF 6 ] 3 er komplekse ioner hvor liganderne sidder oktaedrisk omkring centralatomet. Ligandfeltopsplitningerne,, for de to ioner er 15000 cm -1 og 26600 cm -1 7.1 Angiv hvilken af de to ioner ovenfor, der har en ligandfeltopsplitning på 15000 cm -1. 7.2 Angiv bølgelængderne (i nm) af lys med energierne 15000 cm -1 og 26600 cm -1 Antag at ionerne har et absorptionsmaksimum ved disse energier. 7.3 Beregn energien (i enheden kj mol -1 ) af lyset som de to ioner absorberer. 3% 7.4 Angiv farven på den af de to ioner, som absorberer lys med den laveste energi. Hjælp: brug farvehjulet. 3%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 10 af 14 Opgave 8. Krystalstrukturer CsCl(s) krystalliserer i en simpel kubisk enhedscelle, se figur. 8.1 Angiv hvor mange Cs + ioner og hvor mange Cl ioner en enhedscelle indeholder. Ionradius af Cs + er 174 pm og ionradius af Cl er 181 pm i CsCl. 8.2 Beregn længden af rumdiagonalen for enhedscellen. 8.3 Beregn volumen af enhedscellen. Hjælp: Kantlængden er givet ved 1 3 gange rumdiagonalen. 3% 8.4 Beregn densiteten af CsCl. 3%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 11 af 14 Opgave 9. Born-Haber 9.1 Opstil en Born-Haber cyklus for reaktionsskemaet: K(s) + ½ F 2 (g) KF(s) 9.2 Beregn gitterenthalpien, gitter H, for KF(s) ved beregning ud fra Born-Haber cyklussen ovenfor. 3% Ionradius for K + er 138 pm og ionradius for F er 133 pm. 9.3 Estimer gitterenthalpien, gitter H, for KF(s) ved beregning ud fra Born-Landé ligningen. 3%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 12 af 14 Opgave 10. Identifikation af en ionisk forbindelse En vandig opløsning af en ren ionisk forbindelse er blevet undersøgt og observationerne er blevet noteret: 1. Indikatorpapir viser, at opløsningen er neutral. 2. Opløsningen er farveløs. 3. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter AgNO 3 (aq) kommer der straks et bundfald. 4. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter H 2 SO 4 (aq) kommer der straks et hvidt bundfald. 5. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter BaCl 2 (aq) sker der ingen udfældning. 6. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter gradvist NaOH(aq) sker der ingen udfældning.. 7. Hvis opløsningen tilsættes Na 2 S(aq) sker der ingen udfældning. 10.1 Foreslå mindst 3 forskellige anioner, der giver bundfald ved behandlingen ved punkt 3. 10.2 Angiv farven på bundfaldene ved punkt 3 for de tre anioner foreslået i opgave 10.1. 10.3 Hvilke to kationer er de eneste, der kan give et bundfald ved punkt 4? 10.4 Hvilken analyse kunne man udføre, for at skelne de to kationer i opgave 10.3 fra hinanden? 10.5 Angiv mindst et forslag til en ionisk forbindelse, der kan være det ukendte stof.
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 13 af 14 Bilag 2. Data til brug i beregninger Fysiske konstanter: Avogadros konstant: L = 6,022 10 23 mol 1 Plancks konstant: h = 6,626 10-34 J s Lysets hastighed: c = 2,998 10 8 m s 1 Madelung konstant (KF) A = 1,7476 Vakuumpermittivitet ε 0 = 8,854 10 12 F m -1 Elementarladning e = 1,602 10 19 C Born exponent for KF n = 8 Pi π = 3,1416 Termodynamiske data: Bindingsenergi for O=O b H(O=O) = 498 kj mol 1 Bindingsenergi for C H b H(C H) = 416 kj mol 1 Bindingsenergi for C=O b H(C=O) = 806 kj mol 1 Bindingsenergi for H O b H(H O) = 464 kj mol 1 Bindingsenergi for F F b H(F F) = 158 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for H 2 O(l) f H(H 2 O(l)) = 286 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for CH 4 (g) f H(CH 4 (g)) = 74 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for CO 2 (g) f H(CO 2 (g)) = 394 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for KF(s) f H(KF(s)) = 567 kj mol 1 Atomiseringsenthalpi for K(s) a H(K(s)) = 90 kj mol 1 1. ioniseringssenthalpi for K(g) ΙΕ1(K(g)) = 419 kj mol 1 1. elektronaffinitet for F(g) EA1 (F(g)) = 328 kj mol 1 Pythagoras sætning for sidelængderne (a og b) og hypotenusen (c) i en retvinklet trekant: a 2 + b 2 = c 2 Orange Farvehjulet: Rød Gul Violet Grøn Blå
Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 14 af 14 Periodisk system med atommasser og elektronegativiteter 1 1,00794 2 4,0026 H He 2,1 3 6,941 4 9,0121 5 10,811 6 12,011 7 14,007 8 15,999 9 18,998 10 20,180 Li Be B C N O F Ne 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 11 22,990 12 24,305 13 26,982 14 28,086 15 30,974 16 32,066 17 35,453 18 39,948 Na Mg Al Si P S Cl Ar 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 19 39,098 20 40,078 21 44,956 22 47,87 23 50,942 24 51,996 25 54,938 26 55,845 27 58,933 28 58,693 29 63,546 30 65,39 31 69,723 32 72,61 33 74,922 34 78,96 35 79,904 36 83,80 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,9 1,9 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2,8 37 85,468 38 87,62 39 88,906 40 91,224 41 92,906 42 95,94 43 (97,907) 44 101,07 45 102,91 46 106,42 47 107,87 48 112,41 49 114,82 50 118,71 51 121,76 52 127,60 53 126,90 54 131,29 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,5 55 132,91 56 137,33 57 138,91 72 178,49 73 180,95 74 183,84 75 186,21 76 190,23 77 192,22 78 195,08 79 196,97 80 200,59 81 204,38 82 207,20 83 208,98 84 (209) 85 (210) 86 (222) Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 0,7 0,9 1,0 1,3 1,5 1,7 1,9 2,2 2,2 2,2 2,4 1,9 1,8 1,9 1,9 2,0 2,2 87 (223) 88 (226) 89 (227) 104 (261) 105 (262) 106 (263) 107 (262) 108 (265) 109 (266) Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt 0,7 0,7 58 140,12 59 140,91 60 144,24 61 (144,91) 62 150,36 63 151,96 64 157,25 65 158,93 66 162,50 67 164,93 68 167,26 69 168,93 70 173,04 71 174,97 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 90 232,04 91 231,04 92 238,03 93 (237,05) 94 (244,06) 95 (243,06) 96 (247) 97 (247,07) 98 (251,08) 99 (252,08) 100 (257,1) 101 (258,1) 102 (259,1) 103 (262,1) Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr