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Problème 1

En 1956, Huisgen et Ugi ont obtenu le composé PhX\ce{PhX} (A), confirmé 27 ans plus tard par diffraction des rayons X sur monocristal. En 2001, la chimie quantique prédisait la molécule FeXX2\ce{FeX2} (B), isoélectronique de FeYX2\ce{FeY2} (C, découvert en 1951, orange clair, pf 173 ∘C173\ ^{\circ}\mathrm{C}, pe 249 ∘C249\ ^{\circ}\mathrm{C}, stable jusqu'à 450 ∘C450\ ^{\circ}\mathrm{C}). Un dérivé de A a été obtenu à partir de 4-méthoxyaniline et NaQ\ce{NaQ}. Son oxydation par CAN à −40 ∘C-40\ ^{\circ}\mathrm{C} en présence de nitrate de zinc donne le sel Zn(X)(NOX3)\ce{Zn(X)(NO3)} (D). À −20 ∘C-20\ ^{\circ}\mathrm{C}, D se décompose avec dégagement gazeux en Zn(Q)(NOX3)\ce{Zn(Q)(NO3)} (E), contenant les mêmes éléments que D dont 38,59 % de zinc. L'isomère F de B (1999) est isoélectronique du composé de fer G (liquide jaune pâle immiscible à l'eau froide, servant à produire du fer de haute pureté). En 2017 a été isolé le sel stable H, constitué d'anions XX−\ce{X-}, chlorure, ammonium et hydronium (H 4,31 %, N 81,42 %, Cl 6,06 %). (1) Donner les formules de HX\ce{HX}, D, E et identifier A–C. (2) Écrire les équations de Huisgen–Ugi pour PhX\ce{PhX}. (3) Identifier F et G. (4) Calculer la formule de H.
Étape 5 sur 5 : Formule du sel H
Mformula(H)=35.4530.0606=585 g mol−1⇒(HX3O)X3(NHX4)X4(NX5)X6Cl (formula: ClHX25NX34OX3)M_{\text{formula}}(\text{H}) = \frac{35.453}{0.0606} = 585\ \text{g mol}^{-1} \Rightarrow \ce{(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl}\ (\text{formula: } \ce{ClH25N34O3})
Analyse

Pour 1 Cl : M=585M = 585 g mol−1^{-1}, donnant 25 H, 34 N, 3 O. Les 3 O forment 3 HX3OX+3\,\ce{H3O+}, laissant 16 H pour 4 NHX4X+4\,\ce{NH4+}. Les 7 charges positives sont équilibrées par 1 ClX−1\,\ce{Cl-} et 6 NX5X−6\,\ce{N5-}, soit bien 34 N. Formule : (HX3O)X3(NHX4)X4(NX5)X6Cl\ce{(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl}.