FT/CR-massenspektrometrische Untersuchungen zu Primärschritten bei Gasphasenreaktionen von O2 mit Metallatomclustern und metalloiden Al- und Ga-Clustern

• Antragsteller: Professor Dr. Hansgeorg Schnöckel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 64918709

Seit der Beschaffung eines FT/ICR-Massenspektrometers vor sechs Jahren als persönliche Leihgabe der DFG haben wir experimentell anspruchsvolle, quantenchemisch gestützte Untersuchungen sowohl an nackten als auch an metalloiden Aluminium- und Galliumclustem durchgeführt, die in 14 bereits erschienenen Publikationen dokumentiert wurden. Durch chemische Variation bei der Darstellung „nackter" Metallatomcluster und durch den Eigenbau einer ESI-Quelle für die extrem luftempfindlichen metalloiden Cluster konnten die gasförmigen Ciustereinheiten sowohl hinsichtlich ihrer Bindungssituation als auch hinsichtlich ihrer Reaktivität untersucht werden. Die experimentell zunehmend schwieriger werdenden Untersuchungen haben nun zu einer gerade eingereichten Arbeit geführt, in der wir uns mit einer technisch und grundlagenbezogen besonders wichtigen Reaktion, d. h. mit der Oxidation des Al13--Clusters durch O2 als Modellreaktion für das Metalls befasst haben. Dabei konnte durch Versuche mit Singulett O2, Triplett O2 und mit O3 nachgewiesen werden, dass Spinauswahlregeln die jeweils einzeln detektierbaren Elementarschritte entscheidend beeinflussen. Da diese Untersuchungen Startpunkt und Stimulation für FT/ICR-Experimente auf den verschiedensten hochaktuellen Forschungsgebieten sein dürften (auch im biologisch-medizinischen Bereich), möchten wir unseren experimentellen Wissensvorsprung nutzen, um Reaktionen mit O2 bei anderen „nackten" und metalloiden Clustem durchzuführen, um damit zum einen die Bedeutung der Spinauswahlregeln abzusichern und zum anderen die Komplexität und Vielfalt bei einem der wichtigsten Oxidationsprozesse (Korrosion) aufzuzeigen. Hierbei dürften unsere bisherigen Erfahrungen in den Bereichen Synthese, Massenspektroskopie und Quantenchemie besonders hilfreich sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen