Neues für die Chemie-Lehrbücher

Isoliert statt hinter Gittern: Chemikerinnen und Chemiker aus Marburg und Karlsruhe haben eine Verbindung dingfest gemacht, die üblicherweise nur in kristalliner Form vorkommt, nicht aber als einzelnes Molekül. Es handelt sich um ein Homolog des Kohlenmonoxids, nämlich Bleimonoselenid (Summenformel PbSe). Die Ergebnisse der Arbeitsgruppe haben „das Potenzial, in Lehrbücher der Anorganischen Chemie einzugehen“, urteilt ein Gutachter der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“, in dessen aktueller Ausgabe das Team seine Ergebnisse veröffentlicht.

Bleimonoselenid macht das Rennen: Das erstmals isolierte Molekül (rechts) ähnelt dem Kohlenmonoxid (links), wie die Fachzeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ auf dem hinteren Innentitel ihrer aktuellen Ausgabe zeigt. (Abbildung: Autoren / AG Dehnen)

Das Molekül Bleimonoselenid verfügt formal über eine Dreifachbindung zwischen den beiden beteiligten Elementen, genau wie das Kohlenmonoxid (CO). Während das CO-Gas chemisch bestens charakterisiert ist, kennt man sein Homolog PbSe bislang nur in Gestalt des Minerals Clausthalit. „Der Unterschied beruht darauf, dass die Dreifachbindung im Bleiselenid naturgemäß und im Einklang mit der quantenchemischen Analyse nicht so effizient ist wie im Kohlenmonoxid“, erläutert Chemieprofessorin Dr. Stefanie Dehnen von der Philipps-Universität, Mitverfasserin des aktuellen Aufsatzes. Bleiselenid bevorzugt aufgrund der schwächeren Bindung zwischen den einzelnen Atomen daher die Ausbildung von Kristallgittern.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler synthetisierten eine komplexe chemische Cluster-Verbindung, mit der sie Bleiselenid in der ungewöhnlichen molekularen Form einzufangen vermochten. „Das nach dem bis heute nicht bekannten ‚PbTe‘ zweitschwerste CO-Homolog PbSe bindet als Brücke (µ-PbSe) in abgewinkelter Art und Weise an einen molekularen Cluster, der aus drei Atomen des Übergangsmetalls Rhodium und zwei Atomen des Chalkogens Selen besteht“, erläutern die Autorinnen und Autoren ihren Fund. Experimentelle und quantenchemische Analysen erklären die Natur des ungewöhnlichen Brückenmoleküls und zeigen, warum bei der aktuellen Elementkombination das PbSe gegenüber CO sogar der bevorzugte Bindungspartner ist.

Stefanie Dehnen lehrt Anorganische Chemie an der Philipps-Universität, wo sie außerdem als designierte geschäftsführende Direktorin des „Wissenschaftlichen Zentrums für Materialwissenschaften“ sowie als Vizesprecherin des Graduiertenkollegs "Funktionalisierung von Halbleitern" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (GRK 1782) amtiert. Auch in der breitenwirksamen Vermittlung ihrer Forschung ist die Hochschullehrerin aktiv: Dehnen ist Direktorin des Mitmachlabors „Chemikum Marburg“.

Neben Stefanie Dehnen und ihrem Mitarbeiter Günther Thiele ist eine Arbeitsgruppe des Karlsruher Instituts für Technologie an der aktuellen Publikation beteiligt. Die zugrunde liegenden Forschungsarbeiten wurden unter anderem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Friedrich-Ebert-Stiftung finanziell gefördert.

Originalveröffentlichung: Günther Thiele & al.: {μ-PbSe}: A Heavy CO Homolog as an Unexpected Ligand, Angewandte Chemie I. E. 54 (38) / 2015 (14. September 2015), pp. 11283-88, doi: 10.1002/anie.201504863

Weitere Informationen:

Ansprechpartnerin: Professorin Dr. Stefanie Dehnen,
Fachgebiet Anorganische Chemie
Tel.: 06421 28-25751
E-Mail: dehnen@chemie.uni-marburg.de
Homepage: http://www.uni-marburg.de/fb15/ag-dehnen