Positiv geladen

Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P₄), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As₄ oder AsP₃ eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In₂Sb₂^2– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten. Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen Tetraeder zu erzeugen: drei davon, also P₃E⁺ (E = S, Se, Te), sind nun in Lösung zugänglich. Ihre Ergebnisse stellen die Forschenden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Chemical Science vor, ein Highlight dazu erscheint in Nature Chemistry Reviews.

Die Freiburger Chemikerinnen und Chemiker konnten die Tetraeder in Mischungen in kondensierter Phase herstellen. Die Charakterisierung durch die Untersuchungen mit den Methoden der NMR-Spektroskopie und MS-Spektrometrie war eindeutig, erklärt Krossing, und ließ keinen Zweifel daran, dass es die Verbindungen P₃E⁺ mit E = S, Se und Te seien. Indem sie das P₄ Tetraeder mit den Kationen ECl₃⁺ (E = S, Se, Te) umsetzten, konnten die Freiburger Forschenden P₃E⁺-Salze mit sehr guten schwach koordinierenden Anionen erhalten. Zudem ergab sich dadurch zum ersten Mal ein Zugang zu sehr Lewis-sauren ECl₃⁺-Salzen, die sich gut in organischen Lösungsmitteln lösen lassen und von denen daher neue Folgechemie zu erwarten ist.

Das Team ist nun auf der Suche nach weiteren synthetischen Möglichkeiten: „Wir haben Ideen, um fortzufahren und arbeiten daran, aber das wird einige Zeit dauern", erwartet Krossing.

Originalpublikation:

Weis, P., Röhner, D.C., Prediger, R., Butschke, B., Scherer, H., Weber, S., Krossing, I. (2019): First Experimental Evidence for the Elusive Tetrahedral Cations [EP₃]⁺ (E = S, Se, Te) in the Condensed Phase. In: Chemical Science. DOI: 10.1039/C9SC03915E

Highlight in Nature Reviews Chemistry:

DOI: 10.1038/s41570-019-0145-8

Kontakt:

Prof. Dr. Ingo Krossing
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-6122