화학과 무기화학2 ㅇ 교수님 2014년 기말 시험

화학과 ㅇ교수님의 무기화학2 3차 기말고사입니다.

위 과목은 족보가 무조건 있어야 하는 과목으로 유명하죠 

100점 만점에 평균이 90이라니 말도 안되는 점수가 평균이지만

모두가 가지고 있는 족보이니만큼 아래 문제들을 참고하셔서 좋은 성적 받으셨으면 좋겠습니다.

 

무기화학2 (2014.6.25)

2014-3

 

1. 다음의 Complex들에 있어서 중심금속의 산화상태, d 전자수(ionic model을 사용하였을 때 중심금속의 산화수와 d 전자수)와 총 전자수(근거 명시)를 나타내시오. (어떠한 model을 사용하여도 상관없음) (2점 x 10 = 20점)

 

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

2. Alkyl complex의 주요 합성법은 R^+(예를 들면 CH3I) 또는 R^- (예를 들면 RMgX 또는 RLi 등) source를 사용하고 있다. 다음에 답하시오.

 

1) Electron-rich한 Na(Mn(CO)5]와 같은 착물을 출발물질로 사용할 때 MeI를 사용하였을 때는 MeMn(CO)5가 생성되지만 EtI를 사용하였더니 HMn(CO)5가 생성되었다. 그러나 높은 CO 압력 하에서는 EtMn(CO)5가 생성되었다. 이러한 관찰 결과를 설명하시오. (5점)

 

2) EtI를 사용할 때 일어나는 반응의 명칭, 중간체의 이름과 이 착물에서의 orbital interaction을 도시하거나 orbital을 명시하여 표시하고 이러한 상호작용이 없을 경우와 비교하여 d(C-H), d(M-H)의 변화를 예측하시오. (5점)

 

3) PhMgBr 또는 LiC≡CH을 사용하여 IrCl(PPh3)3와 반응시키면 예상과 같이 Ir(Ph)(PPh3)3, Ir(C≡CH)(PPh3)3가 각각 생성된다. 이 경우 1)과 같이 hydride complex가 생성되지 않는 이유를 각각 기술하시오. (3점)

 

4) 위의 반응들을 고려하여 alkyl complex에서 hydride complex로의 변화가 진행되기 위한 조건을 제시하시오.(3점)

 

5) oxidative addition과 reductive elimination이 진행되는 경우의 변화를 간단히 설명하시오. (3점)

 

3. Molecular hydrogen (Nonclassical hydride) complex의 orbital interaction을 도시하거나 orbital을 명시하여 표시하고 이 결과 d(H-H)의 변화를 기술하시오. (5점)

 

4. metal과 리간드의 오비탈간 상호작용에 대하여 다음에 답하시오. (3점 x 4 = 12점)

1) Metal과 CO와의 orbital interaction을 도시하거나 orbital을 명시하여 표시하고 CO는 왜 탄소만을 통해 배위가 이루어지는지 설명하시오.

 

2) 다음의 isoelectronic complex들의 v(CO)가 큰 순서대로 나열하고 이유를 간략하게 설명하시오.

 

[Ti(CO)6]2-, [Fe(CO)6]2+, [V(CO)6]-, [Mn(CO)6]+, [Cr(CO)6]

3) M-PR3의 orbital interaction을 도시하거나 orbital을 명시하여 표시하시오.

4) NO의 bonding mode를 covalent와 ionic model을 사용하여 설명하시오.

 

4. Olefin complex에 대하여 다음에 답하시오.

1) alkene과 metal의 bonding interaction을 도시하거나 orbital을 명시하여 기술하시오.(3점)

2) 위의 결과 배위된 alkene의 구조 변화에 대하여 기술하시오. (3점)

 

5. M=C complex를 carbene complex라고 하며, 특성에 따라 Fischer와 Schrock carbene으로 분류한다.

1) Fischer carbene과 Schrock carbene의 특성을 구별하여 기술하시오.

2) Fischer carbene은 다음과 같이 carbonyl complex에서 흔히 만들어진다. 빈칸에 알맞은 A와 B complx의 구조를 그리시오. (3점)

Cr(CO)6 + LiPh → [A]        [A] + (Me3O)(BF4) → [B]

6. 1H NMR을 이용하여 온도 변화에 따른 리간드의 배위 방식(fluxional behavior)의 변화 mechanism을 고찰할 수 있다. 다음의 경우 타당한 mechanism을 제시하고 근거를 설명하시오. (5점)

7. M-R bond에 CO insertion 반응은 3가지 가능한 경로가 있다.

(1) direct insertion of CO into a M-C bond

(2) CO migration

(3) R migration

 

1) MeMn(CO)5 + *CO ( *C=13C ) 의 반응을 진행하였더니 *C는 생성된 acyl group에는 없고 metal과 결합된 terminal CO에서만 발견되었다. 이 실험으로 배제된 경로와 근거는? (3점) 

 

2) (Me*C(O))Mn(CO)5을 열분해하였더니 cis-(Me)(*CO)Mn(CO)4만이 생성되었고 *CO는 항상 중심금속에 배위되어 있었다. 이 결과는 (2), (3) 경로 중 하나를 적절한 경로로 선택할 증거가 되는가? (3점)

 

3) cis-(MeC(O))(*CO)Mn(CO)4를 열분해하였더니 cis-(Me)(*CO)Mn(CO)4와 trans-(Me)(*CO)Mn(CO)4가 2:1의 비율로 생성되었다. 이 결과는 어떠한 경로를 지지하는가? (4점) 

 

8. 다음 유기금속착물을 촉매로 사용하는 반응의 메카니즘을 제시하시오. (5점 x 3 = 15점)

 

1) Hydroformylation (Oxo) Process

2) Monsanto Acetic Acid Synthesis

3) Olefin metathesis