Chemistry Labs

Bài 1

Chất xúc tác mới cho trùng hợp lập thể dẫn tới nghiên cứu hệ A–B với A = Te(tinh thể) và B = TeClX4+4 AlClX3\ce{TeCl4 + 4AlCl3} (tương tự Te[AlClX4]X4\ce{Te[AlCl4]4}, không tách riêng được). A + B tạo ba hợp chất I, II, III ứng với hỗn hợp đầu chứa 77.8, 87.5 và 91.7 mol % A. Với II và III không có sản phẩm phụ; tạo I giải phóng 1 mol TeClX4\ce{TeCl4} bay hơi trên 2 mol I. I và II màu hồng-tía, phân li thành ba ion trong NaAlClX4\ce{NaAlCl4} nóng chảy, khối lượng mol 1126±431126 \pm 43 và 867±48867 \pm 48 g mol⁻¹ (nghiệm lạnh). Mỗi chất có một vạch IR duy nhất ở 133 cm⁻¹ gán cho liên kết Te–Te, và một tín hiệu 27Al^{27}\ce{Al} NMR duy nhất của Al tứ diện ở dịch chuyển khác nhau. (1.1) Xác định tỉ lệ nguyên tử tối giản Te : Al : Cl cho I, II, III. (1.2) Viết công thức phân tử của I và II. (1.3) Viết công thức cation và anion trong I và II. (1.4) Mô tả cấu trúc lập thể của các ion, giả sử các cation là hệ thơm vô cơ. (1.5) Hợp chất nào bền nhiệt hơn, biết AlClX3\ce{AlCl3} dễ bay hơi? (1.6) Viết phương trình chuyển hóa một hợp chất thành chất kia khi nung.
Bước 1/4: Tỉ lệ Te : Al : Cl tối giản
I: 9Te:8Al:32Cl − TeClX4 → 2:2:7;II: 8Te:4Al:16Cl → 2:1:4;III: 12Te:4Al:16Cl → 3:1:4\mathrm{I}:\ 9\mathrm{Te}:8\mathrm{Al}:32\mathrm{Cl}\ -\ \ce{TeCl4}\ \to\ 2:2:7;\qquad \mathrm{II}:\ 8\mathrm{Te}:4\mathrm{Al}:16\mathrm{Cl}\ \to\ 2:1:4;\qquad \mathrm{III}:\ 12\mathrm{Te}:4\mathrm{Al}:16\mathrm{Cl}\ \to\ 3:1:4
Phân tích

77.8 mol % Te nghĩa là Te:B = 7:2, tức 7Te+2TeClX4+8AlClX37\ce{Te} + 2\ce{TeCl4} + 8\ce{AlCl3} = Te₉Al₈Cl₃₂; trừ TeClX4\ce{TeCl4} thoát ra rồi chia 2 được 2:2:7 cho I. Tương tự 87.5 % cho 7:1 (8Te+4Al+16Cl8\ce{Te} + 4\ce{Al} + 16\ce{Cl}, 2:1:4) cho II, và 91.7 % cho 11:1 (12Te+4Al+16Cl12\ce{Te} + 4\ce{Al} + 16\ce{Cl}, 3:1:4) cho III.