Chemistry Labs

問題 1

立体規則性重合の新触媒開発のため、A = Te(結晶)、B = TeClX4+4 AlClX3\ce{TeCl4 + 4AlCl3}(単離不能な Te[AlClX4]X4\ce{Te[AlCl4]4} の類似体)の系 A–B が調べられた。A と B の反応は A の初期組成がそれぞれ 77.8、87.5、91.7 mol % のとき3種類の化合物 I、II、III を与える。II、III では副生成物はないが、I の生成では I 2 mol あたり揮発性 TeClX4\ce{TeCl4} 1 mol が放出される。I、II は赤紫色で、溶融 NaAlClX4\ce{NaAlCl4} 中で3イオンに解離し、凝固点降下で分子量 1126±431126 \pm 43、867±48867 \pm 48 g mol⁻¹。両者とも 133 cm⁻¹ に Te–Te 結合の IR バンドを1本だけ持ち、四面体 Al の単一 27Al^{27}\ce{Al} NMR 信号を示す(I と II で化学シフトは異なる)。(1.1) I、II、III の最小 Te : Al : Cl 原子比を決定せよ。(1.2) I、II の分子式を書け。(1.3) I、II 中のカチオンとアニオンの式を書け。(1.4) カチオンが無機芳香族系であるとしてイオンの立体構造を述べよ。(1.5) AlClX3\ce{AlCl3} が揮発性であるとして熱的に安定なのはどちらか。(1.6) 加熱により一方が他方に変わる反応式を書け。
ステップ 1/4: 最小 Te : Al : Cl 原子比
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
分析

77.8 mol% Te は Te:B = 7:2、すなわち 7Te+2TeClX4+8AlClX37\ce{Te} + 2\ce{TeCl4} + 8\ce{AlCl3} = Te₉Al₈Cl₃₂。放出された TeClX4\ce{TeCl4} を引いて2で割ると I は 2:2:7。同様に 87.5% は 7:1(8Te+4Al+16Cl8\ce{Te} + 4\ce{Al} + 16\ce{Cl} → 2:1:4)で II、91.7% は 11:1(12Te+4Al+16Cl12\ce{Te} + 4\ce{Al} + 16\ce{Cl} → 3:1:4)で III。