Chemistry Labs

問題 1

1956年、フイスゲンとウーギは化合物 PhX\ce{PhX} (A) を得て、27年後に単結晶X線回折で構造が確定された。2001年の量子化学計算は FeXX2\ce{FeX2} 分子 (B) の存在を予測した。FeX2+\ce{Fe^{2+}} と 2XX−2\ce{X-} の結合エネルギーは、等電子的な分子 FeYX2\ce{FeY2} (C, 1951年発見、淡橙色、融点 173 ∘C173\ ^{\circ}\mathrm{C}、沸点 249 ∘C249\ ^{\circ}\mathrm{C}、450 ∘C450\ ^{\circ}\mathrm{C} まで安定) に近い。Aの誘導体を4-メトキシアニリンと NaQ\ce{NaQ} から合成し、硝酸亜鉛存在下 −40 ∘C-40\ ^{\circ}\mathrm{C} で CAN 酸化すると複塩 Zn(X)(NOX3)\ce{Zn(X)(NO3)} (D) が得られた。−20 ∘C-20\ ^{\circ}\mathrm{C} で D はガスを放出して別の塩 Zn(Q)(NOX3)\ce{Zn(Q)(NO3)} (E, 亜鉛 38.59 % を含む) に分解した。Bの異性体 F (1999年) は鉄化合物 G (冷水と混ざらない淡黄色液体、高純度鉄粉の原料) と等電子的である。2017年に安定な塩 H が得られ、XX−\ce{X-}、塩化物イオン、アンモニウム、ヒドロニウムを含み、H 4.31 %、N 81.42 %、Cl 6.06 % である。(1) HX\ce{HX}、D、Eの分子式を書き、A–Cを同定せよ。(2) フイスゲン–ウーギによる PhX\ce{PhX} の合成反応式を書け。(3) F と G を特定せよ。(4) H の化学式を決定せよ。
ステップ 3/5: フイスゲン–ウーギ合成
PhNHX2+NaNOX2+2 HX+→PhNX2X++NaX++2 HX2O;PhNX2X++NX3X−→PhNX5\ce{PhNH2 + NaNO2 + 2H+ -> PhN2+ + Na+ + 2H2O};\quad \ce{PhN2+ + N3- -> PhN5}
分析

アニリンのジアゾ化で得たフェニルジアゾニウムがアジドと環化付加して低温でフェニルペンタゾールを与える。