Carbonylate: Strukturen, Intermediate und Reaktivitäten

Homoleptische und heteroleptische Carbonylkomplexe können in flüssigem Ammoniak leicht mit Alkalimetallen direkt reduziert werden. Dabei entstehen negativ geladene Komplexe, sogenannte Metallcarbonylate. Aus den Reaktionslösungen entstehen Ammoniakatkristalle der respektiven Übergangsmetallcarbonylate, welche mit Einkristallröntgenstrukturanalyse charakterisiert werden können. Die verwendeten Alkalimetalle lagern sich zum einen in den miteingesetzten Chelatmitteln, wie Kronenether und Kryptanden, ein.  Zum anderen bilden die Alkalimetalle zusammen mit den Komplexanionen dichte Netzwerke aus, bei denen die Kristallpackung durch Ion-Dipol-Wechselwirkungen dominiert ist. Carbonylate sind seit langer Zeit ein intensiv erforschtes Thema, jedoch fehlen ins besonders für die höher geladenen Spezies Kristallstrukturen. Vor allem für die Gruppen 4 bis 10 wurde es eine Vielzahl an Carbonylaten gefunden. Die Oxidationsstufen dieser Komplexe reichen von moderaten Werten von −1 bis hin zu sehr stark reduzierten Beispielen mit einer formalen Oxidationsstufe von −4. Für die einkernigen Carbonylate wurden verschiedene Strukturmotive beobachtet: trigonal planar, tetraedrisch, trigonal bipyramidal, quadratisch pyramidal und oktaedrisch. Dort setzt unsere Forschung an fehlende und neue Kristallstrukturen der Carbonylate zu isolieren und mit verschiedenen Methoden zu charakterisieren.

Dieses Forschungsprojekt ist ein Teil des Graduiertenkollegs „Ion-Pairs in Re-Action“ (GRK 2620) der Universität Regensburg. Dort soll in Kooperation mit dem Arbeitskreis von Prof. Patrick Nürnberger das Verhalten von Carbonylatlösungen in flüssigem Ammoniak untersucht werden. Dafür wird ein Messaufbau entwickelt, um mit Hilfe von Schwingungsspektroskopie mögliche Übergangszustände und Produkte zu charakterisieren. Damit soll auch ermöglicht werden allgemein Schwingungsspektroskopie in flüssigem Ammoniak zu etablieren.