Tschechisch-Deutsches Kooperationsprojekt: Strukturstudien an innen und außen funktionalisierten ikosaedrischen und quadratisch-antiprismatischen Bor-Clustern

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert W. Mitzel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234021884

Dies ist ein deutsch/tschechisches Kooperationsprojekt. Es wurde auf tschechischer Seite von Dr. Drahomir Hnyk, Institut für Anorganische Chemie, Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik bei der Czech Science Foundation eingereicht. Das Projekt zielt auf die Strukturbestimmung funktionalisierter Carboran-Cluster-Moleküle, speziell funktionalisierter Dicarba-closo-decaborane (1,2-C2B8H10) und 1,2-Dicarba-closo-dodecaborane (1,2-C2B10H12), in denen zwei terminale Wasserstoffatome durch EH- Einheiten (mit E = S, Se, Te) substituiert sind. Diese Verbindungen werden von der Prager Gruppe als architektonisch rigide Baueinheiten beim Aufbau von Materialien aus selbstorganisierten Monolagen (self assembled monolayer, SAM) dieser Moleküle genutzt. Die Kenntnis der Molekülstrukturen ist eine wichtige Grundlage für die Anwendung der Moleküle in diesem Bereich. Die Strukturbestimmung solcher Bor-Cluster-Molküle mit der Standardmethode der Strukturchemie, der Röntgenbeugung am Kristall (XRD), ist jedoch wegen der meist schlechten Kristallisationseigenschaften dieser Verbindungsklasse häufig nicht möglich. Deshalb wollen wir mithilfe der Gasphasen-Elektronenbeugung (GED) die unverzerrten Molekülstrukturen ermitteln. Die Bielfelder Gruppe ist eine der wenigen weltweit, die über Instrumentierung auf dem Gebiet der GED verfügt. Neben der reinen Strukturaufklärung sind die Studienobjekte dieses Projekts ideale Kandidaten für die Weiterentwicklung neuer Datenanalysestrategien in der GED. Dies ist ebenfalls Teil des Projekts. Diese Entwicklungen zielen auf eine verbessere Präzision, Verlässlichkeit und Reproduzierbarkeit der Strukturdaten hin. Dabei benutzt die Methode das Prinzip der Regulari¬sierung bei der Verfeinerung im Sinne des Kleinste-Fehlerquadrate-Verfahren mit einem vollstän¬digen Satz berechneter Strukturparameter. Diese Vorgehensweise erlaubt die genaue Dosierung des Gewichts des theoretischen Inputs und wird von Dr. Vishnevskiy in unserer Gruppe entwickelt. Wir wollen diese Methodik u. a. erstmals mit Strukturinformation aus anderen Methoden wie der Mikrowellenspektroskopie kombinieren. Wir werden auch versuchen, spezialisierte Verfahren der Kristallisation (in-situ-Methoden) anzuwenden, um kristalline Proben zu generieren. Daran kann dann durch Bestimmung der Festkörperstruktur mit XRD auf Strukturverzerrung beim Phasenwechsel geschlossen werden. Außerdem wollen wir durch Hochwinkel-Beugungsexperimente die Ladungsdichte bestimmen, um über deren Topologie die Moleküleigenschaften zu verstehen, die für die Anwendung der Verbindungen in den SAM-basierten Materialien von Relevanz sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Beteiligte Person: Professor Dr. Drahomir Hnyk