Kapitel 9: Stickstoff

  1. Wie unterscheidet sich das Molekül N2 als Ligand in Metallkomplexen vom isoelektronischen Kohlenmonoxid? S. 311.
  2. Warum wird beim Haber-Bosch-Verfahren ein sehr hoher Druck angewandt? S. 320.
  3. Was sind die wesentlichen Eigenschaften von Ammoniak (a) als Gas, (b) in Wasser gelöst und (c) in verflüssigter Form? S. 320, 330.
  4. Wozu wird Ammoniak industriell in großem Umfang verwandt? S. 320.
  5. Beschreiben Sie mit Worten und, wenn möglich, auch mit Gleichungen was passiert, (a) wenn wenig metallisches Kalium in flüssigem Ammoniak gelöst wird, (b) wenn mehr Kalium zugesetzt wird, (c) wenn diese Lösung im Vakuum vorsichtig eingeengt wird, und (d) wenn der nach (a) hergestellten Lösung etwas Fe2O3 zugesetzt wird. S. 331.
  6. Was sind Alkalide und Elektride? S. 332.
  7. Stellen Sie die Reaktionsgleichungen auf für die Eigendissoziation folgender wasserfreier Lösungsmittel: Schwefelsäure, Essigsäure, Hydrogenfluorid, Ammoniak. Geben Sie für jedes Solvens jeweils eine starke Base und eine starke Säure an.
  8. Welche Verbindungen werden als Stickstoffdünger eingesetzt? Wie lauten deren Strukturformeln? S. 322, 323.
  9. Warum ist eine Überdüngung von Feldern mit Stickstoffverbindungen schädlich?
  10. Das Stickstoffatom kann in Verbindungen in allen Oxidationsstufen zwischen -3 und +5 auftreten. Nennen sie für jede Stufe eine entsprechende Verbindung mit Strukturformel.
  11. Vom Phosphor, Arsen und Antimon kennt man die Pentafluoride vom Typ EF5. Warum ist NF5 nicht bekannt? S. 86.
  12. Welche Verbindungen mit einer N-N-Einfachbindung kennen Sie? S. 314.
  13. Welche Moleküle oder Ionen kennen Sie, deren Stickstoffgehalt größer ist als 90 Massen-%? Welche gemeinsamen Eigenschaften haben diese Teilchen? S. 327.
  14. Das HOMO von [NO2]- ist schwach antibindend. Was für eine Abstufung der NO-Kernabstände erwarten Sie auf dieser Grundlage für die Teilchen [NO2]+, NO2 und [NO2]-? Wie viele ungepaarte Elektronen enthält jedes dieser Teilchen? S. 315.
  15. Die Säuren HNO2, HNO3 (2 Isomere) und HNO4 bilden in der Gasphase mit je einem Molekül H2O Komplexe. Schlagen Sie Strukturen für die stabilsten Formen dieser 1:1-Addukte vor (Lösung: M. Staikova, D. J. Donaldson, PCCP 2001, 3, 1999).
  16. Beim Lösen von 1 mol N2O5 in wasserfreier Schwefelsäure entstehen 6 mol Ionen, wie man durch Leitfähigkeitsmessungen festgestellt hat. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung. S. 347.
  17. Wenn Stickstoff-Verbindungen wie NH3 oder N-Oxide in die Atmosphäre gelangen oder dort auf natürliche Weise entstehen, haben sie sowohl positive als auch negative Auswirkungen. (a) Was sind die positiven und was die negativen? (b) Welche natürliche Entstehung dieser Substanzen in der Luft ist denkbar? S. 343.
  18. Wie werden N-Oxide (a) aus Rauchgasen von Kraftwerken und (b) aus Kfz-Abgasen entfernt? S. 344.
  19. Was versteht man in der Reaktionskinetik unter einem vorgelagerten Gleichgewicht? S. 342.
  20. Normalerweise werden chemische Reaktionen durch Temperaturerhöhung beschleunigt. Tritt das Gegenteil ein, spricht man von einer negativen Aktivierungsenergie. Unter welchen Bedingungen kann es bei einer chemischen Reaktion zu einer negativen Aktivierungsenergie kommen? S. 342.