Synthese und Charakterisierung neuartiger binärer Molkülverbindungen schwerer Hauptgruppenelemente

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Beschreibung

Trotz ihrer sehr ähnlichen Elektronegativitäten sind binäre Molekülverbindungen, besonders der höheren Homologen der 14. – 16. Gruppe, sehr selten. Dabei besteht neben dem rein akademischen Interesse an derartigen Cluster- und Käfigverbindungen, auch die Möglichkeit zu einer Anwendung als Vorstufen zur Darstellung von Festphasen durch moderne Methoden wie dem MOCVD- oder dem Sol-Gel-Verfahren, beispielsweise in der Halbleiterindustrie oder bei der Darstellung von thermolektrischen Materialien.

Im ersten Teil dieser Arbeit wurden Untersuchungen zu Verbindungen der Elemente der 14. und 15. Gruppe durchgeführt. Dabei hat sich die Brønstedt-Säure-Base-Reaktion eines primären Silylpnikogens mit den Silylamiden der Metalle Zinn und Blei bewährt. Dabei konnten Heterokubanstrukturen der Form M4E4 (M = Sn, Pb, E = P, As) sowohl bei Verwendung der tBu2PhSi- als auch der (Me3Si)3Si-Gruppe erhalten werden. Zusätzlich zu den P- bzw. As-verbrückten Verbindungen des Zinns und Bleis, gelang erstmals die Synthese und strukturelle Charakterisierung einer binären Molekülverbindung der Elementkombination Pb/Sb. Die Reaktion von iPr3SiSb(SiMe3)2 mit PbCl2 in Diethylether führt zu der Käfigverbindung [(iPr3SiSb)6Pb4].

In Anlehnung an die erfolgreiche Synthese binärer Molekülverbindungen aus Elementkombinationen der 14. und 15. Gruppe, wurde im nächsten Teil dieser Arbeit geprüft, ob auch Interpnikogenverbindungen zu erhalten sind. Dabei gelang die Darstellung von zyklischen Molekülverbindungen mit einem EBi2Cl-Ring (E = P, As) und einem zusätzlichen, exozyklischen Chloratom als Strukturmotiv. Ferner konnte das Dimerisationsprodukt [As(BiCH(SiMe3)2Cl)2]2 isoliert werden, bei dem unter der formalen Abspaltung von Disilan eine As2-Einheit gebildet wird.

Der letzte Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Synthese von silyltelluroverbrückten Hauptgruppenmetallverbindungen. Die tBu2PhSi-Gruppe hat sich bereits bei den pnikogenverbrückten Molekülverbindungen bewährt. Daher wurden Untersuchungen zum Reaktionsverhalten des tBu2PhSiTeSiMe3 gegenüber den Metallchloriden der schweren Hauptgruppenmetalle durchgeführt. Dabei gelang die Darstellung einer ganzen Reihe an Verbindungen der Elementkombiantionen M/Te (M =Sn, Pb, Bi). Die ungewöhnlichen Sn/Te-Verbindung [{(Me3Si)3SiTe}4Te2Sn4] kann dabei bereits als Zwischenstufe auf dem Weg vom Molekül zur binären Phase aufgefasst werden.
Die Verbindung [(tBu2PhSiTe)4Pb2] stellt darüber hinaus den ersten, über eine Einkristallstrukturanalyse charakterisierten Vertreter einer binären Molekülverbindung mit Pb-Te-Bindung dar.