Flashcards: Complexes et cristallochimie ionique — 87 cards

Qu'est-ce qu'un élément de transition selon l'IUPAC ?

Un élément de transition a une sous-couche d ou f incomplète à l'état fondamental ou dans un état d'oxydation.

Quels groupes occupent les éléments de transition ?

Les groupes 3 à 12.

Combien d'éléments compte l'ensemble des éléments de transition ?

65 éléments.

Quelles sont les propriétés générales des métaux de transition ?

Ils sont durs, bons conducteurs thermiques et électriques.

Comment sont les températures de fusion et d'ébullition des métaux de transition ?

Elles sont élevées.

Dans quels acides la plupart des métaux de transition sont-ils solubles ?

Dans les acides non oxydants.

Quels métaux de transition ne sont pas solubles dans les acides non oxydants ?

Cu, Ag, Pt, Au et Hg.

À quelle période appartient la série 3d ?

À la quatrième période.

Quels éléments couvrent la série 3d ?

Du scandium ₂₁Sc au zinc ₃₀Zn.

Quel est le cœur électronique de la série 3d ?

Le cœur électronique est [Ar].

Quelle configuration électronique inhabituelle possède le chrome ?

[Ar] 4s¹ 3d⁵.

Pourquoi le chrome a-t-il la configuration [Ar] 4s¹ 3d⁵ ?

Parce que la sous-couche 3d demi-remplie est particulièrement stable.

Quelle configuration électronique inhabituelle possède le cuivre ?

[Ar] 4s¹ 3d¹⁰.

Pourquoi le cuivre a-t-il la configuration [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ ?

Parce que la sous-couche 3d complètement remplie est particulièrement stable.

Quels électrons sont retirés en premier lors de l’ionisation d’un métal de transition ?

Les électrons 4s sont retirés avant les 3d.

Comment évolue le rayon atomique de Sc à Zn ?

Le rayon atomique diminue de Sc à Ni puis augmente légèrement jusqu'à Zn.

Qu'est-ce qu'une orbitale d en mécanique quantique ?

C'est une orbitale avec le nombre quantique secondaire l = 2.

Combien d'orientations possède une orbitale d et quelles sont-elles ?

Cinq orientations : mₗ = -2, -1, 0, +1, +2.

Comment sont réparties les orbitales d en groupes ?

En deux groupes : e_g et t_2g.

Quelles orbitales d composent le groupe e_g ?

d_x²-y² et d_z².

Quelles orbitales d composent le groupe t_2g ?

d_xy, d_yz et d_xz.

Quelle est la différence d'orientation entre les groupes e_g et t_2g ?

e_g est orienté sur les axes, t_2g entre les axes.

Quelle est la caractéristique énergétique des cinq orbitales d dans un atome isolé ?

Elles sont dégénérées, de même énergie.

Qu'est-ce qu'un complexe de coordination ?

Un édifice formé d'un métal central lié à des ligands.

Quel rôle joue l'atome métallique central dans un complexe ?

Il est un acide de Lewis.

Que sont les ligands dans un complexe de coordination ?

Des bases de Lewis fournissant des doublets électroniques.

Qu'est-ce qu'un ligand ?

Une base de Lewis avec au moins un doublet électronique libre.

Quels sont les ligands anioniques cités ?

OH⁻, Cl⁻, Br⁻, F⁻, CN⁻ et SCN⁻.

Quels ligands neutres sont mentionnés ?

H₂O, NH₃ et CO.

Comment nomme-t-on les ligands dans la nomenclature IUPAC des complexes ?

Les ligands sont nommés avant le métal central.

Comment indique-t-on le degré d'oxydation du métal central en nomenclature IUPAC ?

Il est indiqué en chiffres romains entre parenthèses.

Quel suffixe prend le nom du métal dans un complexe anionique ?

Le suffixe -ate.

Comment nomme-t-on le métal dans un complexe neutre ou cationique ?

Il conserve son nom usuel.

Comment se nomme [Fe(CN)₆]³⁻ en nomenclature IUPAC ?

Ion hexacyanoferrate(III).

Comment se nomme Ni(CO)₄ en nomenclature IUPAC ?

Tétracarbonylnickel(0).

Quelle différence magnétique distingue un complexe paramagnétique d'un diamagnétique ?

Le paramagnétique est attiré par un champ magnétique, le diamagnétique est faiblement repoussé.

Comment calcule-t-on le spin total pour n électrons célibataires ?

Le spin total S vaut n divisé par 2.

Quelle formule donne le moment magnétique de spin en fonction de n ?

Le moment magnétique vaut √[n(n+2)] fois le magnéton de Bohr.

Quelle est la valeur numérique du magnéton de Bohr ?

Le magnéton de Bohr vaut 9,274 × 10⁻²⁴ A·m².

Quelle autre unité équivaut au magnéton de Bohr ?

Le magnéton de Bohr équivaut aussi à J·T⁻¹.

Combien d'électrons célibataires possède un ion d⁵ à haut spin ?

Il possède cinq électrons célibataires.

Quel est le moment magnétique théorique d'un ion d⁵ à haut spin ?

Le moment magnétique théorique est de 5,92 μ_B.

Qu'est-ce que la théorie du champ cristallin selon Hans Bethe en 1929 ?

Une interaction électrostatique entre ion central et charges ponctuelles ou dipôles.

Comment les ligands se placent-ils en géométrie octaédrique ?

Ils se placent sur les axes.

Quelle est la conséquence de la position des ligands sur les orbitales e_g en géométrie octaédrique ?

Les orbitales e_g sont fortement repoussées.

Comment les orbitales t_2g sont-elles affectées par les ligands en géométrie octaédrique ?

Elles subissent une répulsion moindre car orientées entre les ligands.

Quelle est la formule du dédoublement octaédrique Δ_o ?

Δ_o = E(e_g) - E(t_{2g}).

À quelle énergie relative se trouvent les orbitales e_g par rapport au barycentre ?

À +3/5 Δ_o.

À quelle énergie relative se trouvent les orbitales t_2g par rapport au barycentre ?

+2/5 Δ_o en dessous du barycentre.

Qu'impose la condition Δ_o > P sur la configuration électronique ?

Les électrons s'apparient dans t_2g avant d'occuper e_g.

Quelle configuration électronique correspond à un complexe à spin faible ?

Les électrons s'apparient dans t_2g avant d'occuper e_g.

Que se passe-t-il lorsque Δ_o < P dans un complexe ?

Les électrons occupent e_g selon la règle de Hund, formant un complexe à spin fort.

Comment se remplissent les orbitales pour les configurations d¹, d² et d³ ?

Les électrons remplissent t_2g selon la règle de Hund sans compétition entre Δ_o et P.

Quelle est la configuration électronique de Co³⁺ dans [CoF₆]³⁻ ?

t_2g⁴e_g² avec quatre électrons célibataires.

Quel type de ligand est F⁻ dans [CoF₆]³⁻ ?

Un ligand faible.

Quelle est la configuration électronique de Co³⁺ dans [Co(NH₃)₆]³⁺ ?

t_2g⁶e_g⁰ sans électron célibataire.

Quel type de ligand est NH₃ dans [Co(NH₃)₆]³⁺ ?

Un ligand fort.

Quelle est la formule de l'ESCC pour m électrons en t₂g et n en e_g ?

L'ESCC vaut E_s = ((3n - 2m)/5)Δ_o + kP.

Comment mesure-t-on l'écart Δ_o en spectroscopie ?

Par la longueur d'onde d'absorption maximale en UV-Visible.

En quelle unité s'exprime usuellement l'écart Δ_o ?

En centimètres inverse (cm⁻¹).

Quelle est la conversion énergétique de 1 cm⁻¹ en J·mol⁻¹ ?

1 cm⁻¹ = 11,97 J·mol⁻¹.

Quelle est la conversion énergétique de 1 cm⁻¹ en eV ?

1 cm⁻¹ = 1,24 × 10⁻⁴ eV.

Quelle est la conversion énergétique de 1 cm⁻¹ en kJ·mol⁻¹ ?

1 cm⁻¹ = 0,01197 kJ·mol⁻¹.

Quelle est l'ordre croissant de la série spectrochimique des ligands ?

I⁻ < Br⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < C₂O₄²⁻ < H₂O < NH₃ < NO₂⁻ << CN⁻ < CO.

Quelle structure cristalline forme le réseau d'anions dans NaCl ?

Un réseau cubique à faces centrées (CFC).

Quelle est la coordinence dans la structure NaCl ?

La coordinence est 6:6.

Quel est le nombre de formule unité Z dans la structure NaCl ?

Z vaut 4.

Quel réseau d'anions caractérise la structure CsCl ?

Un réseau cubique simple.

Quelle est la coordinence dans la structure CsCl ?

La coordinence est 8:8.

Quel réseau d'anions forme la blende ZnS ?

Un réseau cubique à faces centrées (CFC).

Quelle est la coordinence dans la structure blende ZnS ?

La coordinence est 4:4.

Dans la structure anti-fluorine Na₂O, quel réseau forment les anions O²⁻ ?

Ils forment un réseau cubique à faces centrées (CFC).

Quelle est la formule de la masse volumique d'une maille cristalline ?

ρ = (Z × M) / (N_A × a³).

Quelle relation lie l'arête a et les rayons ioniques dans une structure NaCl ?

a = 2(r⁺ + r⁻).

Quelle relation lie l'arête a et les rayons ioniques dans une structure CsCl ?

a√3 = 2(r⁺ + r⁻).

Quelle est la plus courte distance cation-anion dans la blende ZnS ?

d_min = (a√3) / 4.

Quel est le rayon calculé de Br⁻ dans CsBr avec a=420 pm et r(Cs⁺)=169 pm ?

Le rayon de Br⁻ est 194,7 pm.

Quel est le rapport r⁺/r⁻ dans CsBr avec r(Cs⁺)=169 pm et r(Br⁻)=194,7 pm ?

Le rapport r⁺/r⁻ est 0,868.

Ce rapport r⁺/r⁻ de 0,868 est-il compatible avec la structure CsCl ?

Oui, il est compatible avec la structure CsCl.

Quelle configuration électronique a Ti³⁺ dans [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?

Ti³⁺ est d¹.

Dans [Ti(H₂O)₆]³⁺, vers quel orbital l'électron est-il promu lors de l'absorption d-d ?

L'électron est promu de t_2g vers e_g.

À quelle valeur correspond le maximum d'absorption de [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?

Le maximum d'absorption est à 20 000 cm⁻¹.

Quelle est la longueur d'onde du maximum d'absorption de [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?

La longueur d'onde est de 500 nm.

Quelle est la valeur de l'énergie de dédoublement Δ_o pour [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?

Δ_o vaut 20 000 cm⁻¹.

Quelle est l'énergie de dédoublement Δ_o en kJ·mol⁻¹ pour [Ti(H₂O)₆]³⁺ ?

Δ_o vaut 239,4 kJ·mol⁻¹.

Quelle est la configuration électronique de Fe²⁺ d⁶ avec H₂O en champ faible ?

La configuration est t_2g⁴e_g².

Quelle est la valeur de l'ESCC pour Fe²⁺ d⁶ avec H₂O et Δ_o = 10 400 cm⁻¹ ?

L'ESCC est de -4 160 cm⁻¹.