Alkalimetalle im Fokus: Untersuchungen zur Strukturchemie von Alkalimetalltrieliden

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

Im Fokus des Projekts stehen weiterhin die Rolle der verschiedenen Alkalimetalle bei der Strukturbildung von Zintl-Phasen. Das bisher betrachtete System Alkalimetall-Thallium soll um das leichtere Triel Indium erweitert werden und zusätzlich der Einfluss des Elements Gold näher betrachtet werden. 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. Besonders für die schwereren Vertreter der ersten Gruppe des PSE in Kombination mit Thallium war die Zahl an bisher charakterisierten Verbindungen sehr begrenzt. Im alkalimetallreichen Bereich findet man isolierte Cluster, für die im bisherigen Projekt gezeigt werden konnte, dass die Verwendung von gemischten Alkalimetallen, und besonders die Verwendung der schweren Vertreter K-Cs, die Beobachtung neuer Zintl-Phasen zulässt. Im ersten Teilabschnitt des Folgeprojekts soll dieses Konzept für den Bereich zwischen A:Tl 1:1 und 2:1 weiter vertieft werden. Die literaturbekannten Thalliden Na2K21Tl19 und Na9K16Tl25.25. sollen hier als Startphasen dienen, bei denen mit schweren Alkalimetallen permutiert wird, um neue elektronenpräzise Zintl-Phasen zu realisieren. Im Vergleich zu der vergleichbar größeren Anzahl an Thallid-Clustern, die in diesen Phasen zu finden sind, kennt man für das leichtere Homologe Indium mit In48– und Tl117– nur wenige Vertreter isolierter Cluster bei Alkalimetallindiden. Deshalb beschäftigt sich das zweiten Teilprojekt mit der (partiellen) Substitution der Thallide mit Indium, um gemischte Tl/In-Cluster zu realisieren. Im dritten Teilprojekt sollen gemischte Alkalimetalle und zusätzlich Gold bei Thalliden und Indiden im Fokus stehen. Hier konkurrieren durch die hohe Elektronenaffinität von Gold die Ausbildung intermetalloider Cluster mit der Auridbildung. Dieses Spannungsfeld gilt es experimentell zu beleuchten. Im bisherigen Projekt konnte generell weitere Expertise bzgl. der Charakterisierung dieser sehr empfindlichen, die Röntgenstrahlung stark absorbierenden Verbindungen gewonnen werden. Zusätzlich zu Messungen an Labordiffraktometern soll bei den Folgeuntersuchungen die Verwendung von Synchrotronstrahlung etabliert werden. Insgesamt sollen im Zuge des Fortsetzungsantrags die Strukturchemie der Trielide erweitert werden, außerdem sollen die bislang verwendeten Charakterisierungsmethoden verfeinert werden. Ziel ist es, einen substanziellen Beitrag zur Kenntnis der Zintl-Phasen der Triele mit Alkalimetallen zu leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen