Was ist die Wertigkeit von Kupfer in Al [Cu (CO)4]?
Ich sag -3 aber ich bin mir nicht sicher ob das stimmt. 🤔
4 Antworten
Ja.
In Carbonylkomplexen können Metalle durchaus negative Oxidationsstufen aufweisen. Siehe auch Collmanns-Teagenz.
Du darfst das nicht zu eng sehen mit den Oxidationsstufen. Letztendlich sind es auch nur Konzepte auf dem Papier, wobei die Wahrheit irgendwo zwischen verschiedenen Konzepten liegt.
Ein Fe^2- wirst du wahrscheinlich nicht isolieren können, so darfst du dir den Komplex auch nicht vorstellen. So wie man es in der Schule lernt, dass alle Elektronen ihren festen Platz haben und einem Atom zuzuordnen sind, ist es in Wirklichkeit nicht (Siehe MO-Theorie).
Das so ein Komplex stabil ist, liegt daran, dass der Carbonylligand ein Ligand ist, der Elektronendichte vom Metall aufnehmen kann und somit diese niedrigen Oxidationsstufen stabilisieren kann.
Wenn du dir die Komplexchemie genauer ansehen möchtest, würde ich dir raten erstmal einen Bogen um diese metallorganischen Komplexe zu machen. Das sind schon ehr speziellere Komplexe mit spezielleren Bindungsverhältnissen.
Und um deine Frage nach der Elektronenkonfiguration allgemein zu beantworten. Das 4d Orbital ist nur im freien Atom niedriger als die 3d-Orbitale. Ein Fe, welches normalerweise 3d^6 4s^2 ist, hat in einer Komplexverbindung mit einem Fe^2+ Ion eine Konfiguration von 3d^6 4s^0, nicht 3d^4 4s^2.
Vielen Dank für die ausführliche Antwort ^-^ Dieser Zustand, dass der Carbonylligand Ladung "kompensieren" kann, ist also so ähnlich wie bei der Mesomerie in Aromaten? Und bei Komplexverbindungen wandern die eigenen s Elektronen vom Fe^2+ beide ins 3d Orbital? Denn dein theoretisch wäre doch die Verteilung 4s1 3d5 energetisch günstiger, da beide Orbitale halb besetzt sind? Hat das etwas mit dem Carbonylligand zu tun, der ja jeweils 2 Elektronen bereitstellt?
Die Elektronenkonfiguration war ganz allgemein beschrieben, unabhängig vom Liganden. Die Effekte mit halb besetzten Schalen hast du eigentlich nur im freien Atom, also den Konfigurationen die du auch im PSE findest.
In Komplexverbindungen spielen die nächst höheren s-Orbitale keine große Rolle.
Den Bezug zu Aromaten kann ich nicht ganz nachvollziehen. Wenn du es genau wissen möchtest, doniert das Metallatom Elektronendichte in ein antibindendes Pi-Molekülorbital der CO-Mehrfachbindung. Nennt man Pi-Rückbindung.
Wenn man das ganze auf Mesomerie herunterbrechen müsste, würde das wohl so aussehen, dass ein Elektronenpaar des Metalls zum Carbonylliganden klappt, sodass eine M-C-Doppelbindung entsteht.
Achso, okay... vielen Dank, etwas schlauer bin ich immerhin als vorher :D Merke gerade aber echt, dass ich noch ganz am Anfang stehe... werfe noch zu viele Begriffe durcheinander ^^° Aber jetzt hab ich schonmal nen Ansatzpunkt, von wo aus ich mich ins Thema hangeln kann ^^ nochmal vielen Dank und gute Nacht :D
Kein Problem :) Chemie ist sehr umfassend. Bist du ein/e interessierte/r Schüler/in oder Student/in wenn ich fragen darf?
In einem Beitrag von mir steht übrigens fälschlicherweise 4d-Orbital statt 4s-Orbital. Bitte nicht dadurch verwirren lassen.
Ich studiere Chemie (und Deutsch) auf Lehramt im 2. Semester ^^° im Moment ist die Anorganik und Analytik dran, Komplexe wurden in der letzten Vorlesung vor den Pfingstferien mal erwähnt, nur es war so extrem viel neues auf einmal mit charge-transfer, HOMO und LUMO und alles drumherum, da muss ich noch einiges erarbeiten :/ aber gerade in Chemie nehme ich mir gerne die Zeit dafür :D Ja, das ist mir aufgefallen, aber habs aus dem Kontext gelesen :D
Aluminium hat immer die Wertigkeit III.
Ich weiß, aber wie sieht es aus mit Cu? Weil Carbonyl ja ein neutraler Ligand ist, müsste Cu doch -3 haben, weil Al als Ausgleich dient, oder?
Hoppla sry hab die Frage falsch gelesen, dachte du willst Al wissen :D
Hmmmm das ist jetzt gerade peinlich für mich (immerhin hab ich Chemie auf Master studiert :D)
so ich zeichne mir jetzt mal die Verbindung auf :D
So bin fertig. Ich bin zu dem Entschluss gekommen, dass es +I sein muss. Ich bin zu dem Schluss gekommen, dass 2 C-Atome -IV sein müssen und die anderen 2 +II. So damit ergibt sich, dass dies nun (also die (CO)4) -IV geladen ist. Aluminium ist +III, also ist Cu +I
Muss aber sagen, dass ich mir nur zu circa 40% sicher bin :/
Die anderen 60% sind für die -III Version :D
Also hör lieber auf wen anderen, nicht auf mich :D
Formal passt -III schon, allerdings ist mir diese Verbindung gänzlich unbekannt. So wird sie wahrscheinlich auch nicht existieren, da der Komplex weit über 18 Elektronen hat.
Denk mal zurück an die Eisencarbonyl-Komplexe. Dort gab es auch formale Oxidationsstufen von -II.
hör lieber
Da fällt mir doch ein auf ein - aber das verkneife ich mir.
Es sind sicher nicht C-Atome in unterschiedichen OZ ursächlich - und dann noch so extrem unterschiedliche.
Chemie ist kein Jonglieren mit Zahlen, das sage ich sonst nur Anfängern.
Würde +I vermuten :O kenne mich mit CO als Ligand noch nicht so gut aus, aber Al hat für gewöhnlich ja +III, CO "klappt" jeweils ein Elektronenpaar aus und das Metallzentralatom ist für gewöhnlich positiv... Al ist nur das Gegenkation, also müsste der [Cu(CO)4] Komplex 3 fach negativ geladen sein
Danke erstmal für deine Antwort! Carbonyl ist ein neutraler Ligand. Müsste Cu nicht 3- geladen sein weil Al ausgleicht? Aber ich dachte Metalle sind in den meisten Fällen nicht anionisch 😣
Rein theoretisch müsste Cu dann tatsächlich -III geladen sein °_° aber ich hab mal gegoogelt, das hab ich nirgendwo gefunden. was ich aber gefunden hab, ist ein Eisencarbonylkomplex mit Rechenbeispiel für die 18- Elektronen- Regel. Der [Fe(CO)5] Komplex hat aber kein Gegenion nötig, da er schon neutral ist. Eisen hat anscheinend die Oxidationszahl 0. Das gleiche beim Nickelcarbonylkomplex. Wenn Kupfer mit 4 Carbonylliganden stabilisiert wird, dann muss es +I haben (das Al mal außer Acht gelassen), da bei der Elektronenbilanz jedes CO 2 Elektronen mit einbringt, also insgesamt 8, und ein elementares Cu 11, was 19 Elektronen ergeben würde. Da es aber die 18- Elektronen- Regel gibt, ist ein Elektron zu viel, daher ist Cu (I) das Zentralteilchen, also mit 10 eigenen Elektronen. sry, dass ist grad alles was ich dazu sagen kann ^^°
Rein formal sind die -3 richtig, aber ich habe sehr starke Zweifel, dass es die Verbindung gibt.
Vielleicht ist Al[Cu(CN)₄] gemeint, darin hätte Cu die OZ +1, das klingt plausibler.
Ich hätte dazu eine Frage, rein interessehalber :D bin relativ neu auf dem Gebiet der Komplexe, weshalb ich über die hier erwähnte Collmanns-Reagenz das erste Mal von Eisen in einer negativen Oxidationsstufe erfahren hab. Wie lässt sich die Stabilisierung dieses Zustands begründen? Eisen hätte dann ja 10 Valenzelektronen, 4s2 und 3d8. Wechseln die s Elektronen dann ins d- Orbital oder wie kann man sich das vorstellen? Oder hat das generell was mit den Komplexverbindungen zu tun, je nachdem durch wieviele Liganden das Ion noch stabilisiert wird? Habe ich das richtig verstanden, dass Fe^2- theoretisch isoliert werden könnte? (also dass es auf dem Papier existieren könnte)