Chemistry of Beryllium in liquid Ammonia and the Usage of Fluoride Ion Acceptors for the Synthesis of Nitrogen Containing Compounds

• Applicant: Professor Dr. Florian Kraus
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation ; Solid State and Surface Chemistry, Material Synthesis
• Term: from 2010 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 189246818

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projekts wurden die Reaktionen der Berylliumhalogenide BeF2 und BeCl2 mit flüssigem Ammoniak untersucht. Dabei konnten zwei neue Verbindungen, [BeF2(NH3)2] und [Be(NH3)4]2Cl4∙17NH3 charakterisiert werden. Von letzterer konnte mit Hilfe der Neutronenbeugung auch die Struktur des thermischen Abbauprodukts [Be(NH3)4]Cl2∙bestimmt werden. NMR-Spektroskopische Untersuchungen brachten zutage, dass bei Anwesenheit von Wasserspuren in der Lösung Hydroxidokomplexe des Berylliums gebildet werden, von denen [Be3(µ-OH)3(NH3)6]Cl3∙7NH3 auch kristallisiert werden konnte. BeF2 erwies sich gegenüber NH4F oder UF4 als Fluoridionenakzeptor, wobei (N2H7)[BeF3(NH3)] erhalten wurde. Auch Uran(IV)-Verbindungen wurden auf ihre Eignung als Fluoridionenakzeptoren untersucht. UF4 reagiert mit Ammoniak zu [UF4(NH3)4]∙NH3. Die gleiche Verbindung entsteht auch bei der Reduktion von UF6 neben (NH4)2(N2H7)[UF7(NH3)]. Beim Versuch diese Verbindung durch Reaktion von UF4 mit NH4F zu erhalten, kristallisierte stattdessen (NH4)4UF8. Auch hier zeigt sich, dass sich UF4 als Fluoridionenakzeptor in Ammoniak eignet. Viel Potential versprechen hier auch die Uraniodide UI3 und UI4, die in Ammoniak gut lösliche Amminkomplexe bilden. Ebenso geeignet zeigte sich [SiF4(NH3)2]. Durch Reaktion mit verschiedenen Fluoriden konnten so K[Si(NH3)F5] und die neuen Hexafluoridosilikate, [NH4(NH3)2]2[SiF6] und [Tl(NH3)3]2[SiF6]∙NH3 erhalten werden.

Publications

• Chem. Eur. J. 2009, 15, 8269-8274
  F. Kraus, S. A. Baer
  
• Z. Naturforsch. 2009, 64b, 257-262
  F. Kraus, M. B. Fichtl, S. A. Baer
  
• Z. Anorg. Allgem. Chem. 2010, 636, 414-422
  F. Kraus, S. A. Baer
  
• Chem. Eur. J. 2012, 18, 2131-2142
  F. Kraus, S. A. Baer, M. R. Buchner, A. J. Karttunen
  
• Z. Anorg. Allg. Chem. 2012, 638, 2044-2052
  P. Woidy, A. J. Karttunen, F. Kraus
  
• Eur. J. Inorg. Chem. 2013, 4184-4190
  F. Kraus, S. A. Baer, M. Hoelzel, A.J. Karttunen
  
• Z. Anorg. Allg. Chem. 2013, 639, 2586-2588
  S. A. Baer, M. Lozinšek, F. Kraus
  
• Chem. Commun. 2015, 51, 11826-11829
  P. Woidy, A. J. Karttunen, S. S. Rudel, F. Kraus
  (See online at https://doi.org/10.1039/c5cc07929b)
• Preparation of SiF4(NH3)2 and its higher ammoniate SiF4(NH3)2∙2NH3, in H. Roesky, Efficient Methods for Preparing Silicon Compounds, Academic Press 2016, London, Oxford, Boston, New York, San Diego
  S.A. Baer, F. Kraus