問題 1

立体規則性重合の新触媒開発のため、A = Te（結晶）、B =

\ce{TeCl4 + 4AlCl3}

（単離不能な

\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

\ce{TeCl4}

1 mol が放出される。I、II は赤紫色で、溶融

\ce{NaAlCl4}

中で3イオンに解離し、凝固点降下で分子量

1126 \pm 43

、

867 \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

^{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)

\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 2/4: 分子量からの分子式

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\mathrm{I} = \ce{Te4[Al2Cl7]2}\ (M_{calc} = 1115\ \mathrm{g\,mol^{-1}});\qquad \mathrm{II} = \ce{Te4[AlCl4]2}\ (M_{calc} = 848\ \mathrm{g\,mol^{-1}})

分析

最簡式 Te₂Al₂Cl₇（ $M = 557$ ）と Te₂AlCl₄（ $M = 424$ ）は測定値より小さいが、2倍にすると一致: $\ce{Te4Al4Cl14}$ （1115 vs 1126 ± 43）と $\ce{Te4Al2Cl8}$ （848 vs 867 ± 48）。塩として書けば I = $\ce{Te4[Al2Cl7]2}$ 、II = $\ce{Te4[AlCl4]2}$ 。