„Beispiellose Verbindung“

Chemiker aus Marburg und Bochum haben eine neue Klasse chemischer Verbindungen gefunden: Eine Art „Legierung im Nanomaßstab“. Wie Professor Dr. Gernot Frenking von der Philipps-Universität und Kollegen zeigen konnten, handelt es sich um ein regelmäßiges Zwölfeck aus Metallatomen, die sich um ein zentrales Molybdänatom gruppieren. Die Entdeckung liefert das Titelbild für die aktuelle Ausgabe des Fachblattes „Angewandte Chemie“.

Bislang waren in der Chemie nur Metallkomplexe bekannt, die bis zu höchstens neun Atome an der Peripherie aufweisen, so genannte Liganden. In dem neu synthetisierten Molekül sind dagegen zwölf Zinkatome an das Zentralatom gebunden. Ein solcher regelmäßiger Zwanzigflächer oder Ikosaeder liefert besonders stabile chemische Verbindungen. Nach gängiger Lehrmeinung sind derartige Moleküle nicht existenzfähig; die Ergebnisse der Kooperationspartner aus Marburg und Bochum erfordern nun eine Korrektur der Lehrbücher.

Neben Molybdän-Zink-Komplexen sind auch andere Kombinationen denkbar, etwa mit Goldatomen an der Peripherie. Das zeigen Berechnungen der Molekülstrukturen, die in Frenkings Arbeitsgruppe durchgeführt wurden: Demnach sind die Bindungen der Zinkatome an das zentrale Molybdänatom stark, während zwischen den Liganden nur schwache Bindungen bestehen, so dass sie leicht ausgetauscht werden können.

Die äußeren Atome sind somit nicht zu einem Käfig verbunden, anders als bei so genannten Clustern, zum Beispiel bei den bekannten Fullerenen. Ebenso sehr unterscheidet sich die neuartige Stoffklasse von bisher bekannten Metallkomplexen: Denn im Gegensatz zu diesen steuern sowohl das Zentralatom als auch die Liganden Elektronen bei, um Bindungen miteinander einzugehen. Die Autoren sprechen von einer „beispiellosen Verbindung“.

Originalveröffentlichung: Thomas Cadenbach & al. : Zwölf Einelektronenliganden koordinieren an ein Metallzentrum: Struktur und Bindung von [Mo(ZnCH ₃ ) ₉ (ZnCp*) ₃ ]  (p 9290-9295); „Angewandte Chemie“ 120 (2008), pp. 9290-9295 ; Online-Vorabveröffentlichung: DOI: 10.1002/ange.200802811

Weitere Informationen:

Ansprechpartner: Professor Dr. Gernot Frenking,
Fachgebiet Theoretische Chemie
Tel.: 06421 28- 25563
E-Mail: frenking@staff.uni-marburg.de
Internet: www.uni-marburg.de/fb15/ag-frenking