Kapitel 12: Schwefel, Selen und Tellur

  1. Die unter Standardbedingungen thermodynamisch stabile Form des Schwefels ist S8. Bei sehr hohem Druck und gleichzeitig erhöhter Temperatur wandelt sich S8 aber in S6 um. Wie lässt sich das thermodynamisch begründen? S. 438.
  2. Warum ist der Ring von S8 nicht planar gebaut? S. 441.
  3. Warum sind beim Selen und Tellur die unter Standardbedingungen stabilen Modifikationen nicht aus S8-analogen Homocyclen wie Se8 und Te8 aufgebaut, sondern aus kettenförmigen Polymeren? S. 443.
  4. Die Elemente Schwefel und Selen bilden zahlreiche Heterocyclen des Typs SenSm, deren Strukturen denen der entsprechenden Schwefelhomocyclen ähneln. Zeichnen Sie alle möglichen Isomere von Se4S4.
  5. Im Gegensatz zum kronenförmigen Se8-Molekül liegt das Kation [Se8]2+ in einer exo-endo-Konformation vor. Wie viele Signale erwarten Sie in den 77Se-NMR-Spektren beider Verbindungen? S. 445.
  6. In allen Raffinerien fallen bei der Entschwefelung von Rohöl gewaltige Mengen H2S an. Wie wird dieser Schwefelwasserstoff „entsorgt“? S. 434.
  7. Wie kann man ein organisches Disulfan R2S2 quantitativ in das entsprechende Monosulfan R2S überführen, d.h. „entschwefeln“? S. 447.
  8. Natriumtetrasulfid ist der Elektrolyt in Natrium-Schwefel-Batterien, die in Wirklichkeit Akkumulatoren sind und die gegenwärtig als fortschrittliche Stromspeicher genutzt werden. Wie würden Sie diese Verbindung auf preiswerte Weise herstellen? Welche Elektrodenprozesse spielen sich wohl in der genannten Batterie beim Aufladen ab? S. 452.
  9. Schwefel ist das Element mit den meisten Oxiden. Nennen Sie fünf entsprechende Verbindungen mit Strukturformel. S. 455.
  10. Schwefelhalogenide gibt es mit allen Oxidationsstufen des S-Atoms zwischen 0 und +6. Nennen sie einige Beispiele mit Strukturformeln.
  11. Die beiden Sulfenylchloride CH3SCl und CF3SCl geben bei der Fluorierung mit AgF2 bei 0°C zwei Produkte mit folgenden Analysendaten:
    Produkt I aus CH3SCl: C 11.5%, H 2.8%, S 30.8%, F 54.8%.
    Produkt II aus CF3SCl: C 7.6%, H 0.1%, S 20.2%, F 72.2%.
    Schlagen Sie Formeln und Strukturformeln für diese Produkte vor. S. 474. (Lösung: A. J. Downs et al, Inorg. Chem. 1989, 28, 3286)
  12. Nennen Sie fünf großtechnische Prozesse, bei denen es sich um eine heterogene Katalyse handelt. Welche Zusammensetzung hat der Katalysator?
  13. Schwefelsäure wird in riesigen Mengen hergestellt. Wozu wird diese Verbindung hauptsächlich gebraucht? S. 466.
  14. Von vielen Nichtmetallen gibt es nicht nur Oxosäuren, sondern auch Thio- und Peroxosäuren bzw. deren Salze. Welche Beispiele kennen Sie? S. 468, 470.
  15. Welche Verfahren zur Rauchgasentschwefelung kennen Sie? Wie lauten die entsprechenden Reaktionsgleichungen? S. 45.
  16. Wie wird in den Raffinerien das Rohöl entschwefelt? S. 424.
  17. Viele Nichtmetalle (E) bilden nicht nur homoatomare Anionen, sondern auch Kationen des Typs [Em]n+. Welche Beispiele kennen Sie und wie kann man diese Verbindungen herstellen?
  18. Was versteht man unter Hyperkonjugation oder negativer Hyperkonjugation?
  19. Früher hat man angenommen, dass die schwereren Nichtmetalle keine Doppelbindungen miteinander eingehen können. Diese Ansicht wurde aber schon vor mehreren Jahrzehnten widerlegt. Nennen Sie Beispiele für derartige Verbindungen, die unter Standardbedingungen in reiner Form isoliert werden können. S. 272, 370, 475.
  20. Nennen Sie drei anorganische Hückel-Aromaten und skizzieren Sie deren Elektronenformeln.
  21. Vergleicht man die Chemie von Tellur und Schwefel, stellt man eine Neigung des Te-Atoms zu höheren Koordinationszahlen fest. Können Sie für diese Beobachtung Beispiele nennen?
  22. Metallische Leitfähigkeit ist nicht an das Vorhandensein von Metallen gebunden. Welche Materialien kennen Sie, die nur aus Nichtmetallen bestehen und dennoch bei 25°C/1 bar metallische Leitfähigkeit zeigen? S. 239, 482.