4 Fragen zu Planar

Es heißt "trigonal planar". Dieser Begriff beschreibt eine geometrische Anordnung von Atomen, bei der drei Atome in einer Ebene angeordnet sind und die Winkel zwischen ihnen etwa 120 Grad betragen.

Im trigonal-planaren Ligandenfeld, bei dem ein Zentralatom von drei Liganden in einer Ebene umgeben ist, erfolgt die Aufspaltung der d-Orbitale aufgrund der elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen den Liganden und den d-Orbitalen des Zentralatoms. Die fünf d-Orbitale (d_xy, d_xz, d_yz, d_z^2, d_x^2-y^2) spalten sich in zwei Gruppen auf: 1. **E'-Orbitale**: Diese Gruppe umfasst die d_x^2-y^2- und d_z^2-Orbitale. Diese Orbitale liegen in der Ebene der Liganden und erfahren daher eine stärkere Abstoßung durch die Liganden. Sie haben eine höhere Energie. 2. **E''-Orbitale**: Diese Gruppe umfasst die d_xy-, d_xz- und d_yz-Orbitale. Diese Orbitale liegen außerhalb der Ebene der Liganden und erfahren daher eine geringere Abstoßung. Sie haben eine niedrigere Energie. Die Aufspaltung im trigonal-planaren Ligandenfeld ist daher wie folgt: - **E'-Orbitale (höhere Energie)**: d_x^2-y^2, d_z^2 - **E''-Orbitale (niedrigere Energie)**: d_xy, d_xz, d_yz Diese Aufspaltung ist charakteristisch für die trigonal-planare Geometrie und unterscheidet sich von anderen Geometrien wie oktaedrisch oder tetraedrisch.

Um die geometrische Struktur eines Moleküls zu bestimmen, kannst du die VSEPR-Theorie (Valence Shell Electron Pair Repulsion) verwenden. Hier sind einige Hinweise, wie du die verschiedenen Formen erkennen kannst: 1. **Trigonal planar**: Diese Struktur tritt auf, wenn ein zentrales Atom drei Bindungen und keine freien Elektronenpaare hat. Die Bindungswinkel betragen etwa 120 Grad. Ein Beispiel ist Bortrifluorid (BF₃). 2. **Trigonal pyramidal**: Diese Struktur hat ein zentrales Atom mit drei Bindungen und einem freien Elektronenpaar. Die Bindungswinkel sind etwas kleiner als 109,5 Grad. Ein Beispiel ist Ammoniak (NH₃). 3. **Linear**: Diese Struktur hat entweder zwei Bindungen und keine freien Elektronenpaare oder eine Bindung mit zwei freien Elektronenpaaren. Die Bindungswinkel betragen 180 Grad. Ein Beispiel ist Kohlendioxid (CO₂). 4. **Gewinkelt**: Diese Struktur hat ein zentrales Atom mit zwei Bindungen und einem oder zwei freien Elektronenpaaren. Die Bindungswinkel sind typischerweise kleiner als 120 Grad. Ein Beispiel ist Wasser (H₂O). Um die genaue Struktur zu bestimmen, musst du die Anzahl der Bindungen und freien Elektronenpaare am zentralen Atom analysieren.

Die Ligandenfeldstabilisierungsenergie (LFSE) eines quadratisch-planaren Komplexes bei einer d⁸-Konfiguration kann berechnet werden, indem man die Aufspaltung der d-Orbitale in diesem Geometrie-Typ betrachtet. In einem quadratisch-planaren Komplex spalten sich die d-Orbitale wie folgt auf: - \(d_{x^2-y^2}\) (höchste Energie) - \(d_{z^2}\) - \(d_{xy}\) - \(d_{xz}\) und \(d_{yz}\) (niedrigste Energie) Für einen d⁸-Komplex werden die Elektronen wie folgt verteilt: 1. \(d_{x^2-y^2}\): 2 Elektronen 2. \(d_{z^2}\): 2 Elektronen 3. \(d_{xy}\): 2 Elektronen 4. \(d_{xz}\) und \(d_{yz}\): jeweils 1 Elektron Die LFSE wird berechnet, indem man die Anzahl der Elektronen in den jeweiligen Orbitalen mit deren Energie multipliziert und die Summe bildet. Die relative Energie der Orbitale in einem quadratisch-planaren Feld ist: - \(d_{x^2-y^2}\): +1.0Δ - \(d_{z^2}\): +0.4Δ - \(d_{xy}\): -0.6Δ - \(d_{xz}\) und \(d_{yz}\): -0.4Δ Die LFSE-Formel lautet: \[ \text{LFSE} = (n_{d_{x^2-y^2}} \cdot +1.0Δ) + (n_{d_{z^2}} \cdot +0.4Δ) + (n_{d_{xy}} \cdot -0.6Δ) + (n_{d_{xz}} \cdot -0.4Δ) + (n_{d_{yz}} \cdot -0.4Δ) \] Einsetzen der Elektronenzahlen: \[ \text{LFSE} = (2 \cdot +1.0Δ) + (2 \cdot +0.4Δ) + (2 \cdot -0.6Δ) + (1 \cdot -0.4Δ) + (1 \cdot -0.4Δ) \] \[ \text{LFSE} = 2Δ + 0.8Δ - 1.2Δ - 0.4Δ - 0.4Δ \] \[ \text{LFSE} = 2Δ + 0.8Δ - 2Δ \] \[ \text{LFSE} = 0.8Δ \] Die Ligandenfeldstabilisierungsenergie (LFSE) für einen quadratisch-planaren Komplex mit einer d⁸-Konfiguration beträgt also 0.8Δ.