화학과 무기화학2 ㅇ 교수님 2005년 1번째 시험
화학과 ㅇ교수님의 무기화학2 1차 중간고사입니다.
위 과목은 족보가 무조건 있어야 하는 과목으로 유명하죠 (2017년과 2016년와 2006년을 비교해도 알 수 있군요!)
100점 만점에 평균이 90이라니 말도 안되는 점수가 평균이지만
모두가 가지고 있는 족보이니만큼 아래 문제들을 참고하셔서 좋은 성적 받으셨으면 좋겠습니다.
무기화학2
2005-1
1. 다음 분자들의 point group을 결정하시오. (2점 * 10 = 20점)
2. 다음의 배위화합물에 대하여 답하시오.
가)
나)
1) 실험결과 가) 화합물의 경우 자기모멘트 값
은 2.45 Bohr magneton으로 결정되었다. 이 착물의 중심금속이온에서의 외짝 전자의 개수를 결정하시오.( 5점)
2) 배위화합물의 구조 및 성질을 설명하는 이론 중 원자가 결합이론(Valence Bond Theory: VBT)에 따르면 착물의 자기적 성질에 따라 구조가 결정된다. 위의 두 착물의 구조를 혼성상태를 확인하여 추론하시오. (5점 * 2 = 10점)
3) 위의 구조에 따르게 될 때 CFT (Crystal Field Theory)에서의 d-orbital splitting pattern을 예측하시오(5점)
4) Paramagnetic 및 diamagnetic material의 magnetic susceptibility x와 T와의 관계를 도시하시오(5점)
5) 1)과 3)의 결과를 이용하여 F-의 field strength를 판단하시오(3점)
6) 가)와 나)의 ground state term symbol을 구하고자 한다. 다음에 답하시오.
(1) 이 경우 가능한 총 microstate의 수를 각 상태에 대하여 계산하시오.(5점)
(2) 각 상태의 ground state의 term symbol을 J값까지 포함하여 표시하시오.(5점)
(3) 이 ground state term symbol들이 나타내는 microstate의 수를 계산하시오. (5점)
7) 각 착물들의 UV-visible spectra를 분석하기 위한 Orgel diagram을 그리고 가능한 peak의 개수를 추정하시오. (5점 * 2 = 10점)
8) Tanabe-Sugano Diagram을 이용하여 가) 착물에서 F- Ligand를 spectrochemical series에서 높은 위치를 차지하는 CN-리간드로 바꾸면 관찰될 수 있는 Lowest-energy spin-allowed 전이를 명시(처음과 나중 상태 표시)하시오.(3점)
9) Spectrochemical series가 가지는 의미에 대하여 논하시오. (4점)
10) 위의 spectrum에서 peak가 상당히 broad하다. 이유에 대하여 논하시오. (5점)
11) Gas phase의 spectrum은 solution에서의 spectrum에서보다 peak가 sharp하다. 이유는? (5점)
12) 가) 착물의 구조에서는 selection rule 중 Laporte rule에 따르면 d-d 전이는 금지(forbidden)되어 관찰될 수 없다. 그러나 위와 같이 absorption peak가 나타난다. 이유는? (5점)
13) Tetragonal distortion은 Jahn-Teller effect가 나타날 때 관찰된다.
(1) Jahn-Teller effect의 정의(5점)
(2) Tetragonal distortion이 일어날 때 (z-in and z-out) d orbital splitting pattern을 기술하시오.(5점)
3. 다음은 LMCT(ligand-to-metal charge transfer)가 나타나는 사면체구조의 ML4 complex의 molecular orbital diagram이다. 다음에 답하시오.
1) Ligand to metal charge transfer를 reverse redox process라고 하는데 이유를 설명하고 intensity가 큰 이유를 간단히 기술하시오. (5점)
2) 등전자 이온,
는 모두 강한 charge transfer transition이 관찰된다. 이 전이의 파장은 위의 순서대로 증가하며 MnO4-의 흡수파장이 가장 길다. 이 전이는 t1 -> e에 기인함을 고려하여 이러한 경향성을 설명하시오. (5점) (HINT : 중심금속의 전하를 고려하여 orbital energy level의 변화를 추론하시오.)
3.
의 MO diagram을 그리고자 금속이온과 리간드의 상호작용을 group theory를 이용하여 분석하였다.
1) ligand group orbital(LGO)의 symmetry를 분석하기 위하여 σ interaction을 표시하는 reducible representation
를 찾으시오. (5점)
2) Irreducible representation의 계수는 다음의 식으로 얻어진다.
주어진 character table을 이용하여 계수를 확인하시오.(5점)
3) LGO의 symmetry를 활용하여 MO diagram을 그리시오. (5점)