Gibt es ZrCl2?

2 Antworten

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ZrCl₂ ist ein schwarzer Festkörper, der bei 650 °C zu Zr+ZrCl₄ disproportioniert.

Ich zitiere aus dem Holleman–Wiberg (103. Aufl.):

Das Chlorid, Bromid und Iodid des Zirconiums (möglicherweise auch des Hafniums) bilden Hexa­mere Zr₆X₁₂, in welchen die 6 Zr-Atome gemäß Abb. 25.7b die Ecken eines Okta­eders und die 12 X-Atome die Plätze über den Oktaeder­kanten besetzen (»ZrI₂-Stru­ktur«). Die Zr₆X₁₂-Cluster sind dabei so angeordnet, dass jeweils X-Atome be­nach­barter Zr₆X₁₂-Einheiten durch Addition die Koordinationszahl der Zr-Atome auf Fünf erhöhen (quadratisch-pyramidale Zr-Umgebung). Allerdings sind die Zr₆-Okta­eder durch Fremdatome Z wie H, Br, B, C, N Cr, Mn, Fe, Co zentriert, sodass die wah­ren For­meln der Dihalogenide Zr₆X₁₂Z lauten (die reinen Phasen mit Z = Nicht­metall sind dunkel­orange­farben bis rot, mit Z = Metall grün bis blau, die schwarzen Pro­duk­te stel­­len Ge­mische dar). In Zr₆Cl₁₅ sind (leere) Zr₆Cl₁₂³⁺-Einheiten mit der Oxidations­stu­fe +1½ der Zr-Atome über jeweils 6⁄2 Cl⁻-Ionen verbrückt; in (leerem) Zr₆Cl₁₂(PMe₂Ph)6 bzw. (leerem) [Zr₆X₁₈H₅]³⁻ (X = Cl, Br) mit den Oxidationsstufen +2.0 bzw. ca. 1.7 der Zr-Atome sind andererseits die 6 Zr⋅⋅X-Gruppen in (Abb. 25.7b) durch Zr—PR₃- bzw. ZrX-Gruppen ersetzt (die Protonen letzterer Anionen überkappen Flächen des Zr₆-Oktaeders).

Den letzten Satz verstehe ich auch nicht so recht.

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 - (Metall, Elemente, Periodensystem)
BernetS 
Fragesteller
 17.04.2023, 10:12

Die Basics mit den Oktaederlücken etc. kenne ich, braucher abr wohl ne weile bis ich mehr verstehe. Trotzdem danke! Das Buch werde ich mir anschauen.

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indiachinacook  17.04.2023, 13:59
@BernetS

Noch eine Bemerkung zu etwas, was Du in Deiner Frage scheibst: Zr²⁺ hat ziem­lich sicher eine 4d²-Konfiguation mit leerem 5s. Ich habe nicht nachgeschlagen um es zu veri­fizie­ren, aber bei Ti²⁺ ist es definitiv so. Kat­ionen der Übergangs­metalle lee­ren zu­­nächst mal das äu­ßer­ste s und greifen erst dann die d-Elektronen an, des­halb hat z.B. Fe²⁺ eine d⁶-Kon­­fi­gu­­ra­tion und Fe³⁺ eine d⁵ (das neutrale Fe hat 3d⁶ 4s²). Wenn Du wis­sen willst, war­um das so ist, dann stell eine neue Frage (Achtung, Quanten­mechanik).

Ungepaarte d-Elektronen sind bei Übergangsmetallen häufig und kein Grund zur Be­sorg­nis. Etliche stink­normale Kationen haben eine un­ge­rade Anzahl von d-Elek­tro­nen, z.B. d¹ (Ti³⁺, V⁴⁺), d³ (V³⁺), d⁵ (Mn²⁺, Fe³⁺), d⁷ (Co²⁺), d⁹ (Cu²⁺). Ungepaarte Elek­tro­nen sind tatsächlich problematisch in den Hauptgruppen und auch bei ko­valen­ten Ver­bin­dun­gen der Über­gangs­metalle (Oxide und Halogenide in hohen Oxi­da­tions­zah­len und spezielle Komplex­verbin­dun­gen wie Carbonyle), aber bei diesen größ­ten­teils ioni­schen Vögeln mit wenig ko­valen­ten Bindungs­anteilen kan man die ungepaar­ten Elek­tro­nen sehr gut auf die d-Orbi­tale verteilen (es hilft, daß es so viele davon gibt und daß sie näherungsweise ent­artet sind). In vielen 3d-Übergangsmetallionen ent­schei­den sich die Elektronen für par­alle­len Spin selbst dann, wenn sie die Möglich­keit zur Paa­rung haben — z.B. in der Mehr­­zahl der Fe²⁺-Salze (d⁶) haben fünf Elektronen spin-up und nur eines spin-down.

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BernetS 
Fragesteller
 17.04.2023, 14:15
@indiachinacook

Das ist super interessant.
Ich warte noch mit der Frage zur Quantenmechanik, da ich noch nicht so weit bin und frage sonst wo weiter.
Eine Ahnung wo ich nach diesem Wissen googeln kann um selber das lesen zu können?

Wie immer danke für die nützliche Antwort :)

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indiachinacook  17.04.2023, 14:22
@BernetS

Irgendein Lehrbuch der anorganischen Chemie, aber das ist nichts, was man an einem Nachmittag (oder in einer Woche) durch­liest. Aller­dings sind diese Bücher meistens sehr schwach dabei, die quanten­mecha­ni­schen Effekte wirklich zu erklä­ren — dazu braucht man mehr Vorwissen, als vom Leser vorausgesetzt werden kann.

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Jein. Es gibt ZrCl2, das wird allerdings durch Fremdatome stabilisiert. Reines ZrCl3 gibt es.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
BernetS 
Fragesteller
 17.04.2023, 09:32

Interessant, überrascht mich das das Zr die Ladung 3+ hat, da hat es doch ein ungepaartes Elektron oder?

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ADFischer  17.04.2023, 09:41
@BernetS

Solche Verbindungen enthalten häufig kovalente Bindungsanteile. Wie das in dem konkreten Fall ist, müsste ich eruieren, es gibt ja sehr viele Übergangsmetallhalogenide.

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