Synthesis of Lithium Silicides, Germanides and Stannides with Ion Exchange Materials
Final Report Abstract
Die Synthesemethode des Kationenaustausches an fester Phase in Lösung wurde erfolgreich erstmals in der Chemie der Tetrel-Zintl-Verbindungen angewandt. Dabei wurden Zintl-Phasen mit polyedrischen Tetrelanionenclustern, A4E9 und A12E17, mit den Tetrelelementen Si, Ge und Sn eingesetzt. Als Alkalimetallionen wurden Li+ und Na+ über den Kationenaustausch eingeführt. Die Reaktionsbedingungen bzgl. ihrer wichtigen Parameter Austauschzeit und Menge an eingesetztem Überschuß an lonentauscher wurden optimiert. Weiterhin konnte durch Variation des Eduktes, d. h. Erniedrigung von Polarität und Ladung des verwendeten Polyederclusters, mit Acetonitril ein weiteres Lösungsmittel als Medium für diesen Reaktionsweg eröffnet werden. Die Reaktivität betreffend konnten wesentliche Unterschiede zwischen den drei betrachteten Tetrelelementen festgestellt werden. Während sich Lösungen der Ge- und Sn-Verbindungen problemlos längere Zeit zusammen mit dem Ionenaustauscher lagern lassen, ist dies mit Si-Verbindungen nicht möglich, stattdessen zersetzte sich das Silicid unter Wasserstoffentwicklung zu elementarem Silicium. Bei Reaktionen von K4Ge9 in Acetonitril werden zu einem geringen Anteil nanoskalige Ge- Partikel erhalten. Als Meilenstein wurde im Rahmen dieses Projekts der erste protonierte tetraedrische [Ge4]^4- -Cluster und die ersten protonierten neunatomigen Cluster [HSi9]^3- und [H2Si5Ge4]^2- sowie die ungewöhnlich hoch geladenen endohedral gefüllten Cluster [Co@(Ge9)]^15- und [Ru@(Sn9)]^6- isoliert und strukturell charakterisiert.
Publications
- Functionalization of [Ge9] with Small Silanes:[Ge9(SiR3)3]– (R = iBu, iPr, Et) and the Structures of (CuNHCDipp)[Ge9{Si(iBu)3}3], (K‐18c6)Au[Ge9{Si(iBu)3}3]2, and (K‐18c6)2[Ge9{Si(iBu)3}2]. Z. Anorg. Allg. Chem. 642 (2016), 1419-1426
L. J. Schiegerl, F. S. Geitner, C. Fischer, W. Klein, T. F. Fässler
(See online at https://doi.org/10.1002/zaac.201600295) - Reaction of SiCl2·dipp with K[Ge9{Si(SiMe3)3}3] – Synthesis and Characterization of [K(dipp)2][Ge9{Si(SiMe3)3}3]·tol and [dipp‐H][Ge9{Si(SiMe3)3}3]·2acn [dipp = 1,3‐Bis(2,6‐Diisopropylphenyl)imidazol‐2‐ylidene]. Z Anorg. Allg. Chem. 642 (2016), 1314-1319
C. Fischer, W. Klein, L.-A. Jantke, L. J. Schiegerl, T. F. Fässler
(See online at https://doi.org/10.1002/zaac.201600296) - [Si4]^4- and [Si9]^4- Clusters Crystallized from Liquid Ammonia Solution - Synthesis and Characterization of K8[Si4[[Si9] (NH3)14 6. Z Anorg. Allg. Chem. 643 (2017), 146-148
C. B. Benda, T. Henneberger, W. Klein, T. F. Fässler
(See online at https://doi.org/10.1002/zaac.201600369) - [(μ2-H)(η2-Ge4)ZnPh2]3−, an edge-on protonated E4 cluster establishing the first three-center two-electron Ge–H–Ge bond. Chem. Commun. 54 (2018), 12381 - 12384
T. Henneberger, W. Klein, J. V. Dums, T. F. Fässler
(See online at https://doi.org/10.1039/C8CC06843G) - Anionic Siliconoids from Zintl Phases: R3Si9− with Six and R2Si92− with Seven Unsubstituted Exposed Silicon Cluster Atoms (R=Si(tBu)2H). Chem. Eur. J.
L. J. Schiegerl, A. J. Karttunen, W. Klein, T. F. Fässler
(See online at https://doi.org/10.1002/chem.201805442) - Silicon Containing Nine Atom Clusters from Liquid Ammonia Solution: Crystal Structures of the First Protonated Clusters [HSi9]3– and [H2{Si/Ge}9]2–. Z. Anorg. Allg. Chem. 644 (2018), 1018 - 1027
T. Henneberger, W. Klein, T. F. Fässler
(See online at https://doi.org/10.1002/zaac.201800227)
