Bestimmung und Evaluierung empirischer optischer Parameter

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard X. Fischer
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233158000

Dieses Vorhaben ist eine Fortsetzung des laufenden Projekts zur Bestimmung empirischer elektronischer Polarisierbarkeiten von Kationen und Anionen basierend auf mehr als 4000 Datensätzen von Brechungsindizes von Mineralen und anorganischen Verbindungen. Die Gesamtpolarisierbarkeiten wurden bei lambda = 589.3 nm aus ca 2500 Brechungsindizes von 1200 Mineralen, 675 synthetischen Verbindungen, 200 Fluor und 65 Cl haltigen Verbindungen und 700 Hydroxiden bestimmt. Multiregressionsrechnungen mit Least Squares Methoden ergaben 271 Polarisierbarkeiten für 76 Kationen in verschiedenen Koordinationen und für 4 Anionen. Einige Gruppen von Mineralen und Verbindungen wurden identifiziert, die systematisch von dem Konzept der Polarisierbarkeiten abweichen. Diese sind Gegenstand des Nachfolgeprojekts: (1) Aus den optischen Daten von Verbindungen, die Ionen mit einsamen Elektronenpaaren (LEP) enthalten, sollen die Polarisierbarkeiten der LEP Ionen Tl+, Sn2+, Pb2+, As3+, Sb3+,Bi3+, S4+, Se4+, Te4+, Cl5+, Br5+, I5+ bestimmt werden, wobei die Stärke des stereochemischen Einflusses eines LEP als Wichtungsfaktor eingehen soll. (2) Zeolithe, die aufgrund ungenau bestimmter chemischer Zusammensetzungen und/oder optischer Eigenschaften starke Abweichungen zeigen, sollen dementsprechend neu bestimmt werden. (3) Minerale und Verbindungen mit Wasserstoffbrückenbindungen. Die Länge der OH...O Bindung soll als zusätzlicher Parameter in die Least Squares Rechnungen eingehen. (4) Mullit und Mullit-ähnliche Verbindungen. Es gibt keine genauen optischen Daten von Mullit, die aber für die Interpretation des Einflusses von Sauerstoffleerstellen auf die optischen Eigenschaften benötigt werden. - Zusätzlich sollen die chemische Zusammensetzung, die Kristallstrukturen und die optischen Eigenschaften einer Reihe von Verbindungen neu bestimmt werden, die im Rahmen des laufenden Vorhabens signifikante Abweichungen vom Schema der Polarisierbarkeiten zeigten. Dementsprechend werden die Untersuchungen im Fortsetzungszeitraum zu einer wesentlichen Erweiterung des Datensatzes von elektronischen Polarisierbarkeiten der Ionen führen, Verbindungsklassen, die bislang von dem Schema der Polarisierbarkeiten abweichen, können in das Konzept eingebunden werden, und die optischen Eigenschaften einiger Verbindungen, wie z.B. Mullit als eines der wichtigsten keramischen Materialien, werden erstmalig bestimmt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. Olaf Medenbach; Professor Robert D. Shannon, Ph.D.