Svaralykill

Kafli 19

(a) Sc: [Ar]4s² 3d¹; (b) Ti: [Ar]4s² 3d²; (c) Cr: [Ar]4s¹ 3d⁵; (d) Fe: [Ar]4s² 3d⁶; (e) Ru: [Kr]5s² 4d⁶

(a) La: [Xe]6s² 5d¹, La³⁺: [Xe]; (b) Sm: [Xe]6s² 4f⁶, Sm³⁺: [Xe]4f⁵; (c) Lu: [Xe]6s² 4f¹⁴ 5d¹, Lu³⁺: [Xe]4f¹⁴

Al er notað vegna þess að það er sterkasti afoxarinn og eini valkosturinn á listanum sem getur veitt nægilegan drifkraft til að breyta La(III) í La.

CaSiO₃-gjallið hefur minni eðlismassa en bráðna járnið og því er auðvelt að aðskilja það. Fljótandi gjalllagið myndar einnig hindrun sem kemur í veg fyrir að bráðna járnið komist í snertingu við O₂, sem myndi oxa Fe aftur í Fe₂O₃.

11.

2,57%

13.

0,167 V

15.

E° = −0,6 V. E° er neikvætt, þannig að þessi afoxun er ekki sjálfgeng. E° = +1,1 V.

17.

(a) Fe(s) + 2H₃O⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) ⟶ Fe²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + H₂(g) + 2H₂O(l); (b) FeCl₃(aq) + 3Na⁺(aq) + 3OH⁻(aq) ⟶ Fe(OH)₃(s) + 3Na⁺(aq) + 3Cl⁻(aq); (c) Mn(OH)₂(s) + 2H₃O⁺(aq) + 2Br⁻(aq) ⟶ Mn²⁺(aq) + 2Br⁻(aq) + 4H₂O(l); (d) 4Cr(s) + 3O₂(g) ⟶ 2Cr₂O₃(s); (e) Mn₂O₃(s) + 6H₃O⁺(aq) + 6Cl⁻(aq) ⟶ 2MnCl₃(s) + 9H₂O(l); (f) Ti(s) + 2F₂(g) ⟶ TiF₄(g)

19.

(a) Cr₂(SO₄)₃(aq) + 2Zn(s) + 2H₃O⁺(aq) ⟶ 2Zn²⁺(aq) + H₂(g) + 2H₂O(l) + 2Cr²⁺(aq) + 3SO₄²⁻(aq); (b) 4TiCl₃(s) + CrO₄²⁻(aq) + 8H⁺(aq) ⟶ 4Ti⁴⁺(aq) + Cr(s) + 4H₂O(l) + 12Cl⁻(aq); (c) Í súrri lausn milli pH 2 og pH 6 myndar ${Cr O_{4}}^{2 -}$ ${H Cr O_{4}}^{-},$ sem er í jafnvægi við díkrómatjón. Hvarfið er 2HCrO₄⁻(aq) ⟶ Cr₂O₇²⁻(aq) + H₂O(l). Við önnur súr pH-gildi er hvarfið 3Cr²⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq) + 8H₃O⁺(aq) ⟶ 4Cr³⁺(aq) + 12H₂O(l); (d) 8CrO₃(s) + 9Mn(s) ⟶ Δ 4Cr₂O₃(s) + 3Mn₃O₄(s); (e) CrO(s) + 2H₃O⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq) ⟶ Cr²⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq) + 3H₂O(l); (f) CrCl₃(s) + 3NaOH(aq) ⟶ Cr(OH)₃(s) + 3Na⁺(aq) + 3Cl⁻(aq)

21.

(a) 3Fe(s) + 4H₂O(g) ⟶ Fe₃O₄(s) + 4H₂(g); (b) 3NaOH(aq) + Fe(NO₃)₃(aq) ⟶ Fe(OH)₃(s) + 3Na⁺(aq) + 3NO₃⁻(aq); (c) ${Mn O_{4}}^{-}$ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ ⟶ Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O; (d) Fe(s) + 2H₃O⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) ⟶ Fe²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + H₂(g) + 2H₂O(l); (e) 4Fe²⁺(aq) + O₂(g) + 4HNO₃(aq) ⟶ 4Fe³⁺(aq) + 2H₂O(l) + 4NO₃⁻(aq); (f) FeCO₃(s) + 2HClO₄(aq) ⟶ Fe(ClO₄)₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g); (g) 3Fe(s) + 2O₂(g) ⟶ Δ Fe₃O₄(s)

23.

Þegar CN⁻ er bætt við: Ag⁺(aq) + CN⁻(aq) ⟶ AgCN(s). Þegar meira af CN⁻ er bætt við: Ag⁺(aq) + 2CN⁻(aq) ⟶ [Ag(CN)₂]⁻(aq); AgCN(s) + CN⁻(aq) ⟶ [Ag(CN)₂]⁻(aq).

25.

(a) Sc³⁺; (b) Ti⁴⁺; (c) V⁵⁺; (d) Cr⁶⁺; (e) Mn⁴⁺; (f) Fe²⁺ og Fe³⁺; (g) Co²⁺ og Co³⁺; (h) Ni²⁺; (i) Cu⁺

27.

(a) 4, [Zn(OH)₄]²⁻; (b) 6, [Pd(CN)₆]²⁻; (c) 2, [AuCl₂]⁻; (d) 4, [Pt(NH₃)₂Cl₂]; (e) 6, K[Cr(NH₃)₂Cl₄]; (f) 6, [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆]; (g) 6, [Co(en)₂Br₂]NO₃

29.

(a) [Pt(H₂O)₂Br₂]:

Tvær byggingar eru sýndar. Í miðju hvorrar er Pt atóm. Byggingin til vinstri er merkt „cis“. Frá þessu atómi liggur eintengi, táknað með brotnum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið upp og til hægri að Br atómi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til hægri að öðru Br atómi. Annað eintengi, táknað með brotnum fleyg, liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til vinstri að O atómi í H2O hópi (H með 2 í lágvísi). Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til vinstri að öðru O atómi í H2O hópi. Byggingin til hægri er merkt „trans“. Frá miðju Pt atóminu liggur eintengi, táknað með brotnum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið upp og til hægri að Br atómi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til hægri að O atómi í H2O hópi. Annað eintengi, táknað með brotnum fleyg, liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til vinstri að O atómi í öðrum H2O hópi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til vinstri að öðru Br atómi.

(b) [Pt(NH₃)(py)(Cl)(Br)]:

Þrjár byggingar eru sýndar. Í miðju hverrar er Pt atóm. Frá þessu atómi í fyrstu byggingunni til vinstri liggur eintengi, táknað með brotnum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið upp og til hægri að Cl atómi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til hægri að N atómi í NH3 hópi (H með 3 í lágvísi). Annað eintengi, táknað með brotnum fleyg, liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til vinstri að Br atómi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til vinstri að py. Miðjubyggingin sýnir eintengi, táknað með brotnum fleyg, sem liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til hægri að Br atómi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til hægri að N atómi í NH3 hópi. Annað eintengi, táknað með brotnum fleyg, liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til vinstri að py. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til vinstri að Cl atómi. Þriðja byggingin sýnir eintengi, táknað með brotnum fleyg, sem liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til hægri að py. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til hægri að N atómi í NH3 hópi. Annað eintengi, táknað með brotnum fleyg, liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til vinstri að Cl atómi. Á sama hátt liggur eintengi, táknað með heilum fleyg, frá hornpunkti við Pt atómið niður og til vinstri að Br atómi.

Innan hornklofa er miðlægt Zn atóm tengt við Cl atóm og þrjú N atóm í NH3 hópum (H með 3 í lágvísi) í fjórflötungslegri rýmisuppröðun. Stutt strik eru notuð til að tákna tengi sem liggur upp að Cl atóminu og niður og til vinstri að N atóminu í NH3 hópnum frá Zn atóminu. Brotinn fleygur með hornpunkt við Zn atómið og breiða endann við N atóm í NH3 hópi er notaður til að tákna tengi niður og til hægri frá Zn atóminu. Síðasta tengið er gefið til kynna með svipuðum heilum fleyg sem beinist aftur niður og aðeins til hægri við miðju undir Zn atóminu að N atómi í NH3 hópi. Fyrir utan hornklofana er plúsmerki í hávísi.

(d) [Pt(NH₃)₃Cl]⁺:

Þessi bygging sýnir eintengi, táknað með brotnum fleyg, sem liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til hægri að N atómi í NH3 hópi (H með 3 í lágvísi). Á sama hátt liggja tvö eintengi, táknuð með heilum fleygum, frá hornpunktum við Pt atómið niður og til hægri og niður og til vinstri að N atómum í NH3 hópum. Annað eintengi, táknað með brotnum fleyg, liggur frá hornpunkti við Pt atómið upp og til vinstri að Cl atómi. Þessi bygging er afmörkuð með hornklofum og plúsmerki í hávísi er hægra megin við hornklofana.

(e) [Ni(H₂O)₄Cl₂]:

Tvær byggingar eru sýndar. Sú fyrri er merkt „trans“. Undir þessari merkingu innan hornklofa er miðlægt Ni atóm. Frá Ni atóminu gefa strik til kynna tengi við Cl atóm fyrir ofan og neðan. Fyrir ofan og til bæði hægri og vinstri gefa brotnir fleygar, með hornpunkt við Ni atómið sem breikka eftir því sem þeir færast frá atóminu, til kynna tengi við O atóm í H2O hópum (H með 2 í lágvísi). Á sama hátt gefa heilir fleygar fyrir neðan til bæði hægri og vinstri til kynna tengi við O atóm í H2O hópum. Þessi bygging er afmörkuð með hornklofum. Seinni byggingin er merkt „cis“. Innan hornklofa er miðlægt Ni atóm. Frá Ni atóminu gefa strik til kynna tengi við Cl atóm fyrir ofan og O atóm í H2O hópi fyrir neðan. Fyrir ofan og til bæði hægri og vinstri gefa brotnir fleygar til kynna tengi við O atóm í H2O hópum. Á sama hátt gefur heill fleygur fyrir neðan til hægri til kynna tengi við Cl atóm og heill fleygur niður til vinstri gefur til kynna tengi við O atóm í H2O hópi. Þessi bygging er einnig afmörkuð með hornklofum.

(f) [Co(C₂O₄)₂Cl₂]³⁻:

Þessi mynd inniheldur þrjár byggingar. Fyrsta byggingin inniheldur miðlægt Co atóm sem hefur fjögur O atóm og tvö Cl atóm tengd með eintengjum. Þessi tengi eru gefin til kynna með strikum sem liggja upp og niður, brotnum fleygum sem liggja upp og til vinstri og hægri, og heilum fleygum sem liggja niður og til vinstri og hægri. Cl atóm eru tengd efst og efst til vinstri á byggingunni. Eftirstandandi fjögur tengi liggja frá miðlæga Co atóminu til O atóma. O atómin eru hvert um sig tengd við C atóm sem eru hvert um sig tengd með tvítengjum við O atóm sem vísa út frá miðlæga Co atóminu. Þessi C atóm eru tengd í pörum með tengjum sem táknuð eru með stuttum strikum, sem mynda tvo hringi í byggingunni. Öll þessi bygging er afmörkuð með hornklofum. Fyrir utan hornklofana til hægri er 3 mínus merki í hávísi. Önnur byggingin, sem virðist vera spegilmynd af þeirri fyrstu, inniheldur miðlægt Co atóm sem hefur fjögur O atóm og tvö Cl atóm tengd með eintengjum. Þessi tengi eru gefin til kynna með strikum sem liggja upp og niður, brotnum fleygum sem liggja upp og til vinstri og hægri, og heilum fleygum sem liggja niður og til vinstri og hægri. Cl atóm eru tengd efst og efst til hægri á byggingunni. Eftirstandandi fjögur tengi liggja frá miðlæga Co atóminu til O atóma. O atómin eru hvert um sig tengd við C atóm sem eru hvert um sig tengd með tvítengjum við O atóm sem vísa út frá miðlæga Co atóminu. Þessi C atóm eru tengd í pörum með tengjum sem táknuð eru með stuttum strikum, sem mynda tvo hringi í byggingunni. Öll þessi bygging er afmörkuð með hornklofum. Fyrir utan hornklofana til hægri er 3 mínus merki í hávísi. Þriðja byggingin inniheldur miðlægt Co atóm sem hefur fjögur O atóm og tvö Cl atóm tengd með eintengjum. Þessi tengi eru gefin til kynna með strikum sem liggja upp og niður, brotnum fleygum sem liggja upp og til vinstri og hægri, og heilum fleygum sem liggja niður og til vinstri og hægri. Cl atóm eru tengd efst og neðst á byggingunni. Eftirstandandi fjögur tengi liggja frá miðlæga Co atóminu til O atómanna. O atómin eru hvert um sig tengd við C atóm sem eru aftur á móti hvert um sig tvítengd við O atóm sem vísa út frá miðlæga Co atóminu. Þessi C atóm eru tengd í pörum með tengjum sem táknuð eru með stuttum strikum, sem mynda tvo hringi í byggingunni. Öll þessi bygging er afmörkuð með hornklofum. Fyrir utan hornklofana, til hægri, er 3 mínus merki í hávísi. Þessi síðasta bygging hefur atómhringi á gagnstæðum hliðum byggingarinnar.

31.

(a) þríkarbónatokóbaltat(III) jón; (b) tetraammínkopar(II) jón; (c) tetraammíndíbrómókóbalt(III)súlfat; (d) tetraammínplatínu(II)tetraklóróplatinat(II); (e) tris(etýlendíamín)króm(III)nítrat; (f) díammíndíbrómópalladíum(II); (g) kalíumpentaklórókúprat(II); (h) díammíndíklórósink(II)

33.

(a) engir; (b) engir; (c) Cl-bindlarnir tveir geta verið cis eða trans. Þegar þeir eru cis er einnig til spegilhverfa.

35.

Þessi mynd sýnir átta byggingar, hver innan hornklofa í þremur röðum. Fyrsta röðin inniheldur þrjár byggingar, önnur röðin inniheldur þrjár byggingar og þriðja röðin inniheldur tvær byggingar. Þessum byggingum er lýst í vaxandi röð frá vinstri til hægri og ofan frá og niður á myndinni. Hver inniheldur miðlægt Co atóm með strikum sem gefa til kynna tengi fyrir ofan og neðan miðjuatómið. Fyrir ofan og til bæði vinstri og hægri gefa brotnir fleygar, með hornpunkt við Co atómið sem breikka eftir því sem þeir færast frá atóminu, til kynna eintengi. Á sama hátt gefa heilir fleygar fyrir neðan og til bæði vinstri og hægri til kynna eintengi. Fyrir utan hverja byggingu í hornklofum, til hægri, er frumefni eða hópur auðkenndur í hornklofum sem hávísir. Í fyrstu byggingunni er C atóm í CN hópi tengt við Co atómið. Öll 5 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. CN birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í annarri byggingunni er N atóm í CN hópi tengt við Co atómið. Öll 5 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. CN birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í þriðju byggingunni eru C atóm tveggja CN hópa tengd við Co atómið efst og neðst á byggingunni. Öll 4 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. Cl birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í fjórðu byggingunni er C atóm í CN hópi tengt við Co atómið efst og N atóm í CN hópi er tengt neðst á byggingunni. Öll 4 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. Cl birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í fimmtu byggingunni eru N atóm tveggja CN hópa tengd við Co atómið efst og neðst á byggingunni. Öll 4 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. Cl birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í sjöttu byggingunni eru C atóm tveggja CN hópa tengd við Co atómið efst og efst til hægri á byggingunni. Öll 4 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. Cl birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í sjöundu byggingunni er C atóm í CN hópi tengt við Co atómið efst á byggingunni og N atóm í CN hópi er tengt efst til hægri á byggingunni. Öll 4 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. Cl birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna. Í áttundu byggingunni eru N atóm tveggja CN hópa tengd við Co atómið efst og efst til hægri á byggingunni. Öll 4 eftirstandandi tengin eru við Cl atóm. Cl birtist í hornklofum sem hávísir fyrir utan bygginguna.

37.

Sýnd er skýringarmynd með tveimur dálkum og tveimur röðum af ferningum sem eru útlínumerktir með gulu. Fyrri dálkurinn er merktur „[Fe(NO2)6]4-“ (NO með 2 í lágvísi, allt með 6 í lágvísi, og 4 mínus í hávísi). Annar dálkurinn er merktur „[FeF6]3-“ (F með 6 í lágvísi og 3 mínus í hávísi). Í vinstri dálkinum eru sýndir þrír samtengdir ferningar útlínumerktir með gulu. Hver ferningur inniheldur tvær hálförvar, eina sem vísar upp og eina sem vísar niður. Í röðinni rétt fyrir ofan eru sýndir tveir tómir samtengdir ferningar. Merkingin „Lágspuni, mótseglandi, P < Δoct“ (P minna en stórt delta með oct í lágvísi) er gefin undir dálkinum. Í hægri dálkinum eru sýndir þrír samtengdir ferningar útlínumerktir með gulu. Ferningurinn til vinstri inniheldur tvær hálförvar, eina sem vísar upp og eina sem vísar niður. Hinir tveir ferningarnir innihalda hvor um sig eina hálför sem vísar upp. Í röðinni rétt fyrir ofan eru sýndir tveir samtengdir ferningar sem innihalda hvor um sig eina hálför sem vísar upp. Merkingin „Háspuni, meðseglandi, P > Δoct“ (P stærra en stórt delta með oct í lágvísi) er gefin undir dálkinum.

39.

[Co(H₂O)₆]Cl₂ með þremur ópöruðum rafeindum.

41.

(a) 4; (b) 2; (c) 1; (d) 5; (e) 0

43.

(a) [Fe(CN)₆]⁴⁻; (b) [Co(NH₃)₆]³⁺; (c) [Mn(CN)₆]⁴⁻

45.

Fléttan hefur engar óparaðar rafeindir. Hún hefur engar rúmhverfur, en spegilmyndin er ekki sköranleg, þannig að hún hefur spegilhverfu.

47.

Nei. Au⁺ hefur fullskipað 5d-undirhvolf.