Alkalimetalle im Fokus: Untersuchungen zur Strukturchemie von Alkalimetallthalliden

• Antragstellerin: Dr. Stefanie Gärtner
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468336522

Ziel des Projektes ist es, die Strukturchemie des Systems Alkalimetall-Thallium neu zu beleuchten, wobei besonderer Fokus auf die Rolle der verschiedenen Alkalimetalle bei der Strukturbildung gelegt werden soll.Alkalimetall-Thallium Verbindungen weisen eine äußerst reichhaltige Strukturchemie auf. Dabei ist hervorzuheben, dass der Anteil an Alkalimetall nicht ohne weiteres auf die gebildete Thallium-Substruktur schließen lässt. Vielmehr findet man hier Übergänge von unterschiedlichen Strukturtypen in Abhängigkeit des beteiligten elektropositiveren Elements. Besonders für die schwereren Vertreter der ersten Gruppe des PSE in Kombination mit Thallium ist die Zahl an bisher charakterisierten Verbindungen sehr begrenzt. In diesem Projekt sollen systematisch Alkalimetall-Thallium Verbindungen über Hochtemperatursynthese hergestellt und mittels Röntgenbeugung charakterisiert werden. Dabei sollen im Speziellen auch verschiedene Alkalimetalle gleichzeitig zum Einsatz kommen, um Aufschluss über deren Beitrag zur Strukturbildung zu erhalten. Die Kombination von verschiedenen Gruppe 1 Elementen mit Thallium wurde bislang nur punktuell untersucht. Auch beschränkten sich diese Untersuchungen auf die leichteren Alkalimetalle Natrium und Kalium, wenngleich diese mit bis dato unbekannten Tl9-Clustern sehr vielversprechende Einblicke lieferten. Es mangelt an systematischen Untersuchungen, vor allem unter Beteiligung der schwereren Alkalimetalle Rubidium und Cäsium. Diese Verbindungen weisen nämlich naturgemäß sehr hohe Absorptionskoeffizienten für Röntgenstrahlung auf, was lange die physikalische Grenze der Methode zur Strukturaufklärung derartiger Elementkombinationen bedeutete. Heutzutage sind sehr gute Datensätze dieser vormals als Primärstrahlfänger vermuteten Verbindungen Dank hochauflösender Detektoren und intensiver Röntgenquellen realisierbar. Diese verbesserten Methoden erlauben es, fast 90 Jahre nach der Entdeckung des aus Lehrbüchern bekannten Natriumthallids durch E. Zintl, neue Einblicke in die Strukturchemie für das Element Thallium in Abhängigkeit des beteiligten Alkalimetalls zu gewinnen. Die Erweiterung der Kenntnis zur Strukturchemie des Systems Alkalimetall-Thallium stellt ein klares Desiderat dar, dem wir mit Hilfe von state-of-the-art Röntgenbeugungsmethoden gerecht werden möchten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen