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1[변리사 1차] 13년 1회차
배위화합물 A, B, C는 각각 [Cr(H2O)6]Cl3, [Cr(H2O)5Cl]Cl2, [Cr(H2O)4Cl2]Cl 중 하나이고, 표는 각 배위화합물 1mol의 실험 결과를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, Cr의 원자 번호는 24이다.)
| 배위화합물 | 색깔 | 수용액에서 AgNO3와 반응할 때 침전되는 AgCl의 mol 수 |
|---|---|---|
| A | 보라색 | 3 mol |
| B | 청록색 | 2 mol |
| C | 진녹색 | 1 mol |
1
A는 6개의 동일한 리간드를 갖는다.
2
B의 Cr은 3개의 d전자를 지닌다.
3
C는 기하이성질체를 갖는다.
4
수용액에서 전기 전도도는 A가 B보다 크다.
5
결정장 갈라짐 에너지(△o)는 A가 C보다 작다.
해설
물(H2O)은 염화 이온(Cl-)보다 강한 장 리간드이므로 물 6개가 배위한 A의 결정장 갈라짐 에너지가 물 4개·Cl 2개가 배위한 C보다 크다. 따라서 A가 C보다 작다는 설명이 옳지 않다.
먼저 화합물을 배정한다. AgNO3와 반응해 침전되는 AgCl의 몰수는 착이온 밖에 있는 자유 Cl-의 수와 같으므로, 3 mol인 A는 [Cr(H2O)6]Cl3, 2 mol인 B는 [Cr(H2O)5Cl]Cl2, 1 mol인 C는 [Cr(H2O)4Cl2]Cl이다.
나머지 설명은 모두 옳다.
- A의 착이온에는 물만 6개 배위하므로 동일한 리간드 6개를 갖는다.
- 원자 번호 24인 Cr이 +3가가 되면 전자 배치가 [Ar]3d3 이므로 d 전자는 3개다.
- C의 [Cr(H2O)4Cl2]+는 두 Cl의 상대 위치에 따라 cis·trans 기하이성질체를 갖는다.
- 수용액에서 A는 이온 4개(1:3 전해질), B는 이온 3개(1:2 전해질)로 해리하므로 전기 전도도는 A가 더 크다.
표의 색깔로도 확인된다. 보색 관계로 보면 보라색인 A는 상대적으로 파장이 짧은 빛을, 진녹색인 C는 파장이 긴 빛을 흡수하므로 갈라짐 에너지는 A가 크고 C가 작다.
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