Sauerstofffluoride der Münzmetalle entdeckt
Forscher der Freien Universität Berlin finden experimentellen Zugang zu lange gesuchter Verbindungsklasse
Nr. 056/2018 vom 28.03.2018
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin sowie der University of Virginia in den USA haben eine lange gesuchte Verbindungsklasse erstmals experimentell erzeugt und charakterisiert. Bei diesen Verbindungen handelt es sich um sogenannte trinäre Verbindungen, welche aus drei Elementen bestehen: Sauerstoff, Fluor sowie einem sogenannten späten Übergangsmetall. Zu den späten Übergangsmetallen zählen auch die Münzmetalle Kupfer, Silber und Gold. Trinäre Sauerstofffluoride der frühen Übergangsmetalle bis zu den Elementen der Eisengruppe im Periodensystem der Elemente – Eisen, Ruthenium und Osmium – sind schon lange bekannt. Doch ist es bis heute nicht gelungen, späte Übergangsmetalle jenseits der Eisengruppe im Periodensystem in die entsprechenden Sauerstofffluoride zu überführen. Die Forscherinnen und Forscher der Freien Universität um Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel vom Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität und das amerikanische Team konnten darüber hinaus zeigen, worin die Schwierigkeit bestand, diese Verbindungsklasse zu entdecken und zu charakterisieren. Die Ergebnisse wurden am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Frühere Versuche zur Synthese dieser neuen Verbindungen schlugen nach Erkenntnissen der Wissenschaftler deshalb fehl, weil diese Verbindungen nicht – wie erwartet – starke Metall-Sauerstoff-Doppelbindungen zeigen, sondern stattdessen als hoch reaktive, radikalische Verbindungen vorliegen. Aus diesem Grund wurden die neuen Verbindungen bei sehr tiefen Temperaturen (minus 268 Grad Celsius) in sogenannten Edelgasmatrizen isoliert und spektroskopisch charakterisiert. Basierend auf hoch genauen quantenchemischen Berechnungen konnte dann die ungewöhnliche Natur der chemischen Bindungen genauer untersucht werden. Von den Ergebnissen erhoffen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Erkenntnisse darüber, wie Sauerstoffatome in biologischen oder katalytischen Prozessen zwischen unterschiedlichen Molekülen übertragen werden können. Die neuen Verbindungen können auch als Modellverbindungen für den Transfer von Sauerstoff in chemischen Reaktionen dienen.
Weitere Informationen
Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel, Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität Berlin, Telefon: 030 / 838-54071 und -59860, E-Mail: s.riedel@fu-berlin.de
Publikation
Lin Li, Tony Stüker, Stefanie Kieninger, Dirk Andrae, Tobias Schlöder, Yu Gong, Lester Andrews, Helmut Beckers, and Sebastian Riedel: „Oxygen Radical Character in Group 11 Oxygen Fluorides“, Nature Communications, 2018, DOI (DOI : 10.1038/s41467‐018‐03630‐0).