Allgemeine Chemie
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Alt 31.03.2005, 09:06   #1   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Perfluorsäure?

Ich hab jetzt meine gesammte Chemiebuch-Sammlung (etwas um die 5 oder 6 Stück) durchgegraben und mich im Netz dumm und dusslig gesucht. Ich find überall das es keine Perfloursäure gibt aber nirgends steht warum das eigtnlich so ist. Diese durchaus interessante Frage hat unser Proff uns in der Chemieprüfung gestellt und keiner wußte so richtig ne Antwort und unseren Prof konnten wir bis jetzt noch nich fragen.
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Alt 31.03.2005, 09:24   #2   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Perfloursäure?

Dafür gibt es wahrscheinlich eine Reihe thermodynamischer Gründe .... Fluor behält seine Elektronen gern bei sich, und du willst ihm 4 Sauerstoffatome aufzwingen...

Und sterisch : das Fluoratom ist relativ klein. Da wird nicht Platz für 4 O's drum herum sein.

lg
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Alt 31.03.2005, 10:45   #3   Druckbare Version zeigen
Lupovsky Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.363
AW: Perfloursäure?

Ich würde die Sache etwas einfacher sehen:
Fluor steht in der 2. Periode und hat nur das s- und die drei p-Orbitale. Also kann Fluor auch maximal nur 8 Elektronen aufnehmen .
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Dirk

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Alt 31.03.2005, 13:00   #4   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Perfloursäure?

Zitat:
Zitat von Lupovsky
Ich würde die Sache etwas einfacher sehen:
Fluor steht in der 2. Periode und hat nur das s- und die drei p-Orbitale. Also kann Fluor auch maximal nur 8 Elektronen aufnehmen .
Nja, das ist vermutlich auch die Lehrbucherklärung zur verbotenen "Oktettexpansion", nur stört mich daran, dass es ja durchaus keinen quantenmechanischen Grund gibt, zu sagen, dass es keine 3s 3p usw Orbitale geben kann beim F...sie sind halt nicht besetzt, das ist alles...und wo kein Elektron ist, da ist auch kein Orbital.
Wenn das Argument zuträfe, dürfte es afaik kein Wasserstoffspektrum geben...

lg
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Alt 31.03.2005, 13:38   #5   Druckbare Version zeigen
Lupovsky Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.363
AW: Perfluorsäure?

Es gibt ja auch keine höheren Oxidationsstufen von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Es wäre einfach ein Haufen Energie notwendig, um bei den Elementen die höheren Orbitale für Bindungen zu nutzen...
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Dirk

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Alt 31.03.2005, 17:10   #6   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Perfluorsäure?

Zitat:
Zitat von Lupovsky
Es gibt ja auch keine höheren Oxidationsstufen von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Es wäre einfach ein Haufen Energie notwendig, um bei den Elementen die höheren Orbitale für Bindungen zu nutzen...
C gibt es in allen Oxidationsstufen von -4 (CH4 ) bis +4 (CO2 ), N hat -3 (NH3 ) bis +5 (NO3 - )...und dazu bedarf es keiner Oktettexpansion.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 31.03.2005, 20:42   #7   Druckbare Version zeigen
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nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Perfluorsäure?

Wie wärs denn mit dem guten Herrn Pauling und seinen Elektronegativitäten?

EN (F) : 4,0
EN (O): 3,5

Ich würde sagen, das ist ein schlagendes Argument gegen eine Perfluorsäure und gegen Sauerstoffsäuren des Fluors im Allgemeinen.


Thomas
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Alt 31.03.2005, 20:48   #8   Druckbare Version zeigen
Lupovsky Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.363
AW: Perfluorsäure?

Zitat:
Zitat von ricinus
C gibt es in allen Oxidationsstufen von -4 (CH4 ) bis +4 (CO2 ), N hat -3 (NH3 ) bis +5 (NO3 - )...und dazu bedarf es keiner Oktettexpansion.

lg
Ich sagte ja auch höhere Oxidationsstufen. Höher als die Anzahl der (s und p) Aussenlektronen, wie z.B. Sulfat, Chlorat, Si(VI)...
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Dirk

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Alt 31.03.2005, 20:55   #9   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Perfluorsäure?

Zitat:
Zitat von Chemlab82
Wie wärs denn mit dem guten Herrn Pauling und seinen Elektronegativitäten?

EN (F) : 4,0
EN (O): 3,5

Ich würde sagen, das ist ein schlagendes Argument gegen eine Perfluorsäure und gegen Sauerstoffsäuren des Fluors im Allgemeinen.


Thomas
Zumindest gegen Fluor mit einer höheren Oxidationszahl als Null...

Immerhin gibts FOH; ein kleiner Trost.

Gruß,
Franz
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Alt 31.03.2005, 22:04   #10   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Perfluorsäure?

Zitat:
Zitat von Chemlab82
Wie wärs denn mit dem guten Herrn Pauling und seinen Elektronegativitäten?

EN (F) : 4,0
EN (O): 3,5

Ich würde sagen, das ist ein schlagendes Argument gegen eine Perfluorsäure und gegen Sauerstoffsäuren des Fluors im Allgemeinen.


Thomas
Na gut, FK findet das auch schlagend, aber ich muss gestehen, dass ich nicht im geringsten begreife, wie dieser Beitrag gemeint ist. Hilf meinem armen Hirn mal einer auf einer auf die Sprünge...

@Lupovsky : deinen letzten Beitrag verstehe ich auch nicht. Die OZ von S im Sulfation ist doch 6 und die von Cl im Chlorat ist 5, das ist nicht höher als die Zahl der Aussenelektronen, wie denn auch ?

lg
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Alt 31.03.2005, 22:20   #11   Druckbare Version zeigen
Lupovsky Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.363
AW: Perfluorsäure?

Zitat:
Zitat von ricinus
@Lupovsky : deinen letzten Beitrag verstehe ich auch nicht. Die OZ von S im Sulfation ist doch 6 und die von Cl im Chlorat ist 5, das ist nicht höher als die Zahl der Aussenelektronen, wie denn auch ?
OK, ich habe mich etwas zu salopp ausgedrückt.
Simpel gesagt fehlen dem Fluor energetisch niedrige leere Orbitale (quasi 2d-Orbitale). Mit der Oxidationszahl zu argumentieren bei einem si elektronegativen Element ist wohl etwas unglücklich.
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Dirk

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Lupovsky ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.04.2005, 18:45   #12   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Perfluorsäure?

Ich meinte, dass das Fluor, das aufgrund seiner Elektronegativität alle Elektronen an sich zu ziehen versucht, kaum bereit sein wird dem Sauerstoff, der eine geringere EN hat, Elektronen abzugeben. Es würde dem Sauerstoff wohl eher noch dessen Elektronen abziehen.

Im Gegensatz zum Fluor ist es beim Chlor machbar, da dessen EN niedriger als die des Sauerstoffs liegt. (Cl: 3,0; O: 3,5)
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Alt 01.04.2005, 19:09   #13   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Perfluorsäure?

Ok, versuchen wir mal, eine Fluorsäure zu konstruieren.

Wir starten mit dem existierenden FOH und lagern ein O-Atom an das Fluor an.
Dazu muss das F-Atom dem O-Atom erstmal ein Elektronenpaar zur Verfügung stellen:
Code:
  _ + _
H-O-F-O|-
Wir haben hier also eine dative Einfachbindung vom Fluor zum Sauerstoff; das Fluor trägt eine positive, der Sauerstoff eine negative Ladung.
Hätten wir Chlor statt Fluor, dann würde der Sauerstoff dem Chlor eines seiner Elektronenpaare für eine Rückbindung zur Verfügung stellen; wir hätten damit eine Doppelbindung (und keine Ladungstrennung).
Beim Fluor geht das aber nicht, weil dafür keine Orbitale zur Verfügung stehen. Also bleibt die Ladungstrennung bestehen, und das positiv geladenen F-Atom zieht heftig am gemeinsamen Elektronenpaar...
Abgesehen davon ist Fluor ein schlechter Donor (schlechter als Sauerstoff). Wenn wir also ein O-Atom mit FOH zusammenbringen, würde sich das O-Atom wohl eher an seinen "Kollgegen" anlagern als an das Fluor.
Hinzu kommt auch noch, dass sich die freien Elektronenpaare von O und F gegenseitig abstoßen, was der Stabilität auch nicht förderlich ist.

Gruß,
Franz
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Alt 01.04.2005, 22:31   #14   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: Perfluorsäure?

Zitat:
Zitat von FK
Beim Fluor geht das aber nicht, weil dafür keine Orbitale zur Verfügung stehen.
Ja, das ist ja auch Lupovskys Argument der verbotenen bzw. unmöglichen Oktettexpansion bei Elementen aus der 2. Periode gewesen, so wie das auch immer in der Lehrbüchern steht....Mein Problem damit ist, dass ich es nicht richtig finde zu sagen, dass "keine Orbitale zur Verfügung stehen"...Wo kein Teilchen ist, ist sowieso kein Orbital, und für ein Fluor Atom sind 3s,3d und meinetwegen auch 5f Orbitale "erlaubt" wie ein 1s oder 2s auch. Das Problem ist, wie Lupovsky ja auch sagt, dass diese halt alle energetisch viel zu hoch liegen, so dass die Bildung mehrerer F-O Bindungen an einem F Atom energetisch sehr ungünstig ausfallen würde .... Man stelle sich nur das entsprechende MO Diagramm vor...

lg
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