SCHN738/11-2

Synthese und Charakterisierung metalloider Cluster der 11. Gruppe

01.01.2024 bis 01.01.2027

Der vorliegende Verlängerungsantrag basiert auf den Ergebnissen des Antrages SCHN738/11-1, in dem wir eine Vielzahl neuer metalloider Clusterverbindungen des Goldes synthetisieren und charakterisieren konnten. Weiterhin konnten wir wichtige Einblicke in kooperative Eigenschaften der Cluster im Festkörper untersuchen, welche sowohl die elektrische Leitfähigkeit um zwei Größenordnungen erhöhen als auch Einfluss auf die optischen Eigenschaften haben. Weiterhin konnten wir im Projekt SCHN738/11-1 mehrere neue Gruppen metalloider Clusterverbindungen des Goldes eröffnen. Diese Untersuchungen sollen weiter fortgeführt werden, wobei im aktuellen Antrag auch eine Ausweitung auf metalloide Silbercluster bzw. intermetalloide Gold/Silbercluster geplant ist. Hier können wir auf die schon von uns etablierte Synthese von Ag64(PnBu3)16Cl6 zurückgreifen. Die Stabilität dieses Clusters soll durch Substitution der Halogensubstituenten, sowie durch den Einbau von Goldatomen während der Synthese, erhöht werden. Die Erhöhung der thermischen und photochemischen Stabilität ist für weitere Anwendungen dieses, in exzellenten Ausbeuten von über 80% darstellbaren Clusters, essenziell. Die Synthese metalloider Silbercluster soll auch weiter ausgebaut werden, wobei erste Untersuchungen das Potential unseres Synthesezugangs zeigen, bei dem auch deutlich größere metalloide Silbercluster mit mehr als 160 Silberatomen zugänglich sind, die sowohl von der Empfindlichkeit als auch von der ungewöhnlichen, nicht sphärischen Struktur Ähnlichkeiten zu Ag64(PnBu3)16Cl6 aufweisen, sodass hier eine neue Klasse an metalloiden Silberclustern etabliert werden kann. Im Bereich metalloider Goldcluster soll unsere Syntheseroute auf thiolatstabilisierte Cluster ausgeweitet werden. Hier zeigt sich schon in einem ersten Beispiel, dass wir auch hier einen Zugang zu einer neuen Klasse an metalloiden Clusterverbindungen eröffnen können, bei denen keine Klammermotive und neue Anordnungen im Clusterkern realisiert werden. Dabei kann dann auch die Frage welchen Einfluss die Klammermotive auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften eines metalloiden Goldclusters haben, adressiert werden und ob die nicht im Clusterkern befindlichen Goldatome im Klammermotiv für Anwendungen z.B. im Bereich Katalyse einsetzbar sind. Unterstützt werden diese Untersuchungen durch quantenchemische Rechnungen, die zum Teil in Zusammenarbeit mit Prof. Clayborne an der George Mason University, Fairfax/USA, durchgeführt werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen können Einflussparameter besser identifiziert werden, wodurch besser planbare Synthese möglich werden, wodurch auch die anwendungstechnische Relevanz der geplanten Untersuchungen deutlich wird.