Stabilisierung von Gold-Halogen-Heteropolykationen mit Borosulfatanionen

• Antragsteller: Dr. Jörn Bruns
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528508733

Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist es, Heteropolykationen mit Borosulfatanionen zu stabilisieren. Dabei sollen die Heteropolykationen immer aus Gold und einem Halogen bestehen, wobei die Oxidationsstufe des Goldes von +1 bis +3 variieren kann. Ausgangspunkt der experimentellen Arbeiten ist die Synthese von [Au3Cl4][B(S2O7)2] und [Au2Cl4][B(S2O7)2](SO3). Beide werden durch Bis-disulfatoborat-Anionen stabilisiert, welche vergleichsweise schwach koordinierende Anionen sind. Diese Anionen werden unter extrem SO3-reichen Bedingungen vorzugsweise gebildet. In Analogie zur Synthese von [Au3Cl4][B(S2O7)2] und [Au2Cl4][B(S2O7)2](SO3) sollen weitere Au-Cl Heteropolykationen aus der Umsetzung von Borsäure mit AuCl, AuCl2 bzw. AuCl3 in SO3 dargestellt werden. Neben der Variation der stöchiometrischen Zusammensetzung soll der Einfluss der Temperatur auf die Produktbildung während der Solvothermalreaktionen studiert werden. Darauffolgend sollen Goldbromide, -iodide und fluoride als Startmaterialien verwendet werden. Zu erwarten ist, dass die Produkte der Umsetzungen von AuBr und AuBr3 ähnliche Strukturen ausbilden werden wie für die Chloride gefunden wurden. Da Iodid-Anionen deutlich größer sind und Fluorid deutlich kleiner ist, sollten die erhaltenen Produkte deutlich andere kationische Substrukturen aufweisen. Für Verbindungen die Au2+ enthalten soll zudem eine Substitution mit den isovalenten Kationen Pd2+ bzw. Hg2+ angestrebt werden. [Au2Cl4][B(S2O7)2](SO3) weist eine wellenartige Anordnung von quadratisch planar koordinierten Au2+ sowie Au3+ Kationen auf und konnte als eindimensionales Metall charakterisiert werden. Entsprechend sollen alle erhaltenen Produkte des Forschungsvorhabens nach einer routinemäßigen Charakterisierung via Einkristall- und Pulverröntgendiffraktometrie, IR- und Ramanspektroskopie sowie Thermogravimetrie, je nach Struktur und Beschaffenheit der Produkte weiteren Studien hinsichtlich Magnetochemie und Leitfähigkeit unterzogen werden. Hierbei unterstützen Bandstrukturrechnungen die experimentellen Arbeiten. Für magentochemische Messungen, Leitfähigktsmessungen, XPS sowie Bandstrukturrechnungen wurden Kooperationsvereinbarungen mit Kolleginnen und Kollegen der Universität zu Köln getroffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen