Struktur-Eigenschaftsbeziehungen Mullit-ähnlicher Verbindungen mit einsamen Elektronenpaaren

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Michael Gesing
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 183464377

Es sollen Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den Kristallstrukturen und strukturkontrollierten Eigenschaftswerten von Verbindungen der Mullit-Strukturfamilie, die ein einsames Elektronen-Paar (LEP) besitzen, herausgearbeitet werden. Die strukturelle Charakterisierung der Phasen erfolgt über Beugungsverfahren, die Klärung der strukturellen Nahordnung über spektroskopische Untersuchungen. Diese Verbindungen liefern ein gutes Modellsystem, um im Vergleich von Phasen mit und ohne LEPs diese Einflüsse zu studieren. Die stereochemische Verzerrung der Kationenumgebung sollte eine Reihe physikalisch-chemischer Eigenschaften wie das thermische und mechanische Verhalten der Phasen beeinflussen. Hinzu kommen elektrische Leitfähigkeit oder Elastizitätsmodul durch mögliche induzierte Sauerstoff-Fehlstellen bei partiellem Ersatz von Mn+- durch M(n-1)+-Kationen. Es soll geprüft werden, ob und wie sich die Eigenschaften durch strukturelle Modifikation der Mullit-ähnlichen Verbindungen gezielt verändern lassen und ob es möglich ist, neue Phasen und Verknüpfungsformen herzustellen. Strukturell wichtige Fragestellungen sind dabei die Deformation und Verzerrung der Oktaeder-Ketten sowie der verknüpfenden Baueinheiten durch die stereochemische Ausrichtung der LEPs. Ein wichtiger Erkenntnisfortschritt wird durch den Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit daraus abgeleiteten geometrischen Parameteranalysen und quantenchemischen Modelierungen erwartet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen