Investigation of High Oxidation States by Matrix-Isolation Spectroscopy in Neat Fluorine Matrices

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186940745

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Forschungsprojekt konnte zum einen zeigen, dass es möglich ist, neuartige hoch oxidierte Verbindungen in reinen Fluormatrizen zu erzeugen. Hierfür konnte ein entsprechendes Versuchsprotokoll erarbeitet werden, welches die Nutzung dieser speziellen Matrixisolationstechnik ermöglicht. So konnten einige neuartige Verbindungen in ihren höchsten Oxidationsstufen, in entsprechenden reaktivgas Matrizen erzeugt und näher Charakterisiert werden. Exemplarisch seien hier zu nennen FeF4, CrF5, und AuF5. Darüber hinaus konnten weitere sehr interessante Verbindungen dargestellt und näher charakterisiert werden, wie z. B. das erste Oxyfluorid eines späten Übergangselementes OHgF oder die Verbindungen NeAuF, AuF2 sowie (η2-O2)XeO3. Von besonderer Bedeutung war die Charakterisierung von [F3]– sowie [F5]– welche zur Entdeckung der schweren und höheren Polyhalogenanionen wie z.B. [Cl5]– oder [Br9]– führten. Diese Verbindungen lassen sich in präparativen Mengen und bei RT herstellen und sind für zukünftige Anwendungen z. B. als Elektrolyte in Batterien von Interesse.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Beyond Iron Trifluoride: A Matrix- Isolation and Quantum-Chemical Investigation of FeF4”. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12063-12067
  T. Schlöder, T. Vent-Schmidt, S. Riedel
  
• „Investigation of Gold Fluorides and Noble Gas Complexes by Matrix-Isolation Spectroscopy and Quantum-Chemical Calculations“. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10628– 10632
  X. Wang, L. Andrews, K. Willmann, F. Brosi, S. Riedel
  
• „Spectroscopic Observation of a Group 12 Oxyfluoride: A Matrix-Isolation and Quantum-Chemical Investigation of Mercury Oxyfluorides“. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8235–8238
  L. Andrews, X. Wang, Y. Gong, T. Schlöder, S. Riedel, M. J. Franger
  
• “Matrix Infrared Spectroscopy and Quantum-Chemical Calculations for the Coinage-Metal Fluorides: Comparisons of Ar-AuF, Ne-AuF, and Molecules MF₂ and MF₃“. Chem. Eur. J. 2013, 19, 1397–1409
  X. Wang, L. Andrews, F. Brosi, S. Riedel
  
• “New evidence in an old case – The question of chromium hexafluoride reinvestigated“. Inorg. Chem. 2014, 53, 5820-5829
  T. Schlöder, F. Brosi, B. J. Freyh, T. Vent-Schmidt, S. Riedel
  
• “Does PrF5 exist? – A combined matrix isolation and quantum-chemical study“. Inorg. Chem. 2015
  T. Vent-Schmidt, S. Riedel
  
• “Fluorine Rich Fluorides – New insights into the chemistry of polyfluoride anions“. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8279- 8283
  T. Vent-Schmidt, F. Brosi, J. Metzger, T. Schloeder, X. Wang, L. Andrews, C. Mueller, H. Beckers, S. Riedel
  
• “Polyfluorides and Neat Fluorine as Host Material in Matrix Isolation Experiments”. Chem. Eur. J. 2015, 21, 16455-16462
  F. Brosi, T. Vent-Schmidt, S. Kieninger, T. Schlöder, H. Beckers, S. Riedel
  
• „Ultraviolet Photolysis Studies of XeO4 in Noble-Gas and F2 Matrices and the Formation and Characterization of a New Xe(VIII) Oxide, (η2-O2)XeO3“. Chem. Eur. J. 2015, 21, 11244-11252
  T. Vent-Schmidt, J. T. Goettel, G. J. Schrobilgen, S. Riedel