Metall-Metall-Mehrfachbindungen ohne sterisch anspruchsvolle Liganden: Herstellung und spektroskopische Charakterisierung mit Hilfe der Matrixisolationstechnik

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Jörg Himmel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544300756

Moleküle mit Metall-Metall-Mehrfachbindungen sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für Anwendungen von großem Interesse. Die Beschreibung der elektronischen Struktur des Grundzustands und energetisch niedrig-liegender angeregter Terme, die unterschiedliche Spinmultiplizitäten und Bindungsordnungen besitzen können, stellt eine große Herausforderung dar. Hier ist nur ein Zusammenspiel zwischen experimentellen Resultaten und genauen quanten-chemischen Rechnungen, insbesondere auch mit Multireferenzmethoden, in der Lage, Klarheit zu schaffen. Die Reaktivität dieser Moleküle ist für Anwendungen äußerst interessant. Als Redoxkatalysatoren können sie eine größere Anzahl an Elektronen zur Substrataktivierung bereitstellen als klassische Katalysatorsysteme. Dies ist insbesondere für moderne, nachhaltige Katalyse-Anwendungen wichtig, bei denen mehrere Elektronen übertragen werden, wofür Moleküle mit Metall-Metall-Mehrfachbindungen ideal geeignet sind. Zudem zeigen Moleküle mit Metall-Metall-Mehrfachbindungen interessante optische Eigenschaften (energetisch tiefliegende elektronische Anregungen). Die bekannten, präparativ synthetisierten Moleküle besitzen große, sterisch anspruchsvolle Liganden. Diese Liganden sind wichtig, um die Reaktivität der Moleküle durch eine Abschirmung der reaktiven Metall-Metall-Mehrfachbindung herabzusetzen. In diesem Projekt werden zweikernige Moleküle mit kleinen Liganden hergestellt, die auf Grund der eingesetzten Matrixisolationstechnik auch ohne sterische Abschirmung vorliegen können. Die elektronischen Eigenschaften dieser Liganden können gezielt variiert werden, wodurch sich der Mehrfachbindungscharakter und die Eigenschaften der Verbindungen steuern lassen. Die Kenntnis der elektronischen Struktur ist der Schlüssel zum gezielten Aufbau von Molekülen für Anwendungen; das vorliegende Projekt liefert dazu einen Beitrag.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen