Chemistry Labs

Bài 1

Các hiđrua bo BXxHXy\ce{B_{x}H_{y}} do Alfred Stock phát triển; William Lipscomb đoạt Nobel 1976 vì làm sáng tỏ liên kết của chúng. (a) Dùng phần trăm khối lượng bo và khối lượng mol, suy công thức phân tử của hai boran: A là chất lỏng ở 25 °C, 83.1 % B, M=65.1M = 65.1 g mol−1^{-1}; B là chất rắn, 88.5 % B, M=122.2M = 122.2 g mol−1^{-1}. (b) Mã styx đếm cầu B–H–B (s), liên kết ba tâm BBB (t), liên kết hai tâm B–B (y) và nhóm BHX2\ce{BH2} (x); BX2HX6\ce{B2H6} là 2002. Đề xuất cấu trúc cho tetraboran BX4HX10\ce{B4H10} với styx = 4012. (c) Hợp chất BX4CClX6O\ce{B4CCl6O} có hai loại nguyên tử B (tứ diện : tam giác phẳng = 1:3) và một liên kết ba C≡O\ce{C#O}; hãy đề xuất cấu trúc. (d) Từ D(B−Cl)=443D(\ce{B-Cl}) = 443, D(Cl−Cl)=242D(\ce{Cl-Cl}) = 242 kJ mol−1^{-1}, ΔfH∘(BClX3(g))=−403\Delta_fH^{\circ}(\ce{BCl3(g)}) = -403 và ΔfH∘(BX2ClX4(g))=−489\Delta_fH^{\circ}(\ce{B2Cl4(g)}) = -489 kJ mol−1^{-1}, ước tính entanpi phá liên kết B–B trong BX2ClX4\ce{B2Cl4}. (e) Trong sơ đồ phản ứng xuất phát từ BX2HX6\ce{B2H6}, cho các sản phẩm chứa bo: 1 = BX2HX6\ce{B2H6} + NaOH\ce{NaOH} rồi CHX3OH\ce{CH3OH}, HX+\ce{H+}; 2 = sản phẩm của BX2HX6\ce{B2H6} + CX6HX6\ce{C6H6}, OX2\ce{O2}, xác định bằng đo hạ điểm đông (ΔTf=0.205\Delta T_f = 0.205 °C cho 0.312 g trong 25.0 g benzen, Kf=5.12K_f = 5.12 kg K mol−1^{-1}); 3 = BX2HX6\ce{B2H6} + ClX2\ce{Cl2}; 4 = BX2HX6\ce{B2H6} + NHX3\ce{NH3} (cộng hợp 1:1); 5 = sản phẩm nhiệt phân của 4, nhiệt độ sôi 55 °C.
Bước 3/4: Entanpi liên kết B–B theo chu trình Hess
← TrướcTiếp →
ΔrH(BX2ClX4(g)+ClX2(g)→2 BClX3(g))=2(−403)−(−489)=−317 kJ;−317=[4(443)+242+D(B−B)]−6(443)⇒D(B−B)=327 kJ mol−1\Delta_rH(\ce{B2Cl4(g) + Cl2(g) -> 2BCl3(g)}) = 2(-403) - (-489) = -317\ \text{kJ};\quad -317 = [4(443) + 242 + D(\ce{B-B})] - 6(443) \Rightarrow D(\ce{B-B}) = 327\ \text{kJ mol}^{-1}
Phân tích

Con đường nguyên tử hoá phá 4 liên kết B–Cl và 1 liên kết B–B trong BX2ClX4\ce{B2Cl4} cùng 1 liên kết Cl–Cl, rồi tạo lại 6 liên kết B–Cl trong 2 BClX32\,\ce{BCl3}: ΔrH=4(443)+D(B−B)+242−6(443)=−317\Delta_rH = 4(443) + D(\ce{B-B}) + 242 - 6(443) = -317 kJ, cho D(B−B)=327D(\ce{B-B}) = 327 kJ mol−1^{-1}.

Lỗi hay gặp. Dùng nửa mol ClX2\ce{Cl2} cẩn thận: chu trình so BX2ClX4+ClX2\ce{B2Cl4 + Cl2} với 2BClX32\ce{BCl3}, nên chỉ có thêm một liên kết Cl–Cl bị phá.