Erste Xenon-Metall-Verbindung synthetisiert

Chemiker-Preis für einen Tabubruch in der Anorganischen Chemie

Was bisher für unmöglich gehalten wurde, gelang FU-Chemiker Prof. Konrad Seppelt: Er stellte die erste Xenonverbindung her, in der vier Edelgasatome direkt an ein Metallatomen gebunden sind. Für die Synthese des Tetra-Xenono-Gold(II)-Kations ehrt ihn die Gesellschaft Deutscher Chemiker mit dem Wilhelm-Klemm-Preis 2001 – einer der höchsten Auszeichnungen der GDCh.

Die Edelgase sind eine Gruppe von Elementen, deren Elektronenschalen so prall gefüllt sind, dass die Atome sich selbst genug sind: Sie zeigen keinerlei Neigung, Molekülverbindungen mit sich selbst oder anderen Elementen einzugehen. 1962 wurde dieses Tabu durch die Synthese der ersten Xenonfluorverbindung (XePtF6) gebrochen. In der Folge gelang es, eine ganze Reihe von Edelgasverbindungen herzustellen – überwiegend Fluoride, Oxidfluoride und Oxide.

Eigentlich auf der Suche nach einem bestimmten Goldfluorid, entdeckten Stefan Seidel und Prof. Konrad Seppelt vom Institut für Chemie/Anorganische und Analytische Chemie der Freien Universität Berlin ungewöhnliche schwarze Kristalle in der Reaktionslösung. Die Einkristall-Strukturanalyse ergab, dass es sich dabei um den Metallkomplex AuXe42+ (Sb2F11-)2 handelte. Das Tetra-Xenono-Gold(II)-Kation zeigt eine exakt quadratisch-planare Struktur. Es entstand durch die folgende Reaktion:

AuF3 + 6 Xe + 3H+ Æ AuXe42+ + Xe2+ + 3HF

Damit gelang es erstmals eine Verbindung herzustellen, in der Xenon als Komplexligand auftritt und direkt an ein Metallatom gebunden ist. Erneut wurde ein Tabu in der Chemie der Edelgase gebrochen. Die Originalarbeiten wurden am 6. Oktober 2000 in „Science“ publiziert.

Konrad Seppelt wurde für diese Entdeckung bereits mit der A.-D.-Little-Lecture des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Wilhelm-Manchot-Forschungsprofessur der Technischen Universität München ausgezeichnet. Nun würdigt die GDCh seine Forschungen mit dem Wilhelm-Klemm-Preis. Der Preis wurde 1984 von der Degussa AG gestiftet und wird seither für herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der Anorganischen Chemie vergeben. Die Preisverleihung findet am 19. März anlässlich der Chemie-Dozenten-Tagung in Leipzig statt.

Zur Zeit versucht die Arbeitsgruppe um Seppelt, weitere Xenon-Metallverbindungen herzustellen, denn die Hauptfrage ist, ob das Xenon-Gold-Kation einzigartig ist oder nur das erste einer ganzen Reihe neuartiger Edelgas-Metall-Komplexe.

Der Chemie der Extreme gilt seit langem das Forschungsinteresse von Konrad Seppelt. Zum einen ist dies der extrem oxidative Zustand. Das elektronegativste Element Fluor spielt dabei eine tragende Rolle. Seppelts Team synthetisiert Moleküle mit ungewöhnlichen und sehr seltenen Oxidationsstufen und klärt deren Struktur mit Hilfe der Einkristall-Strukturanalyse (bei sehr tiefen Temperaturen) auf. Eine zweite Domäne ist die extrem reduktive Chemie. Im Fokus stehen hier die Übergangsmetalle. Wie viele metallorganische Liganden lassen sich an das Zentralatom anhängen und welche Struktur haben die resultierenden Komplexe? Bei Metallen kommt die chemische Bindung durch die so genannten sdn -Hybridorbitale zustande. W(CH3)6 und Mo(CH3)6 zeigen eine trigonal prismatische Struktur mit Bindungswinkeln zwischen den Liganden, die viel kleiner als 90° sind. Das ist sehr ungewöhnlich, denn es gibt Tausende von Komplexen des Typs Metall-X6, die oktaedrisch aufgebaut sind.

von Catarina Pietschmann

Nähere Informationen gibt Ihnen gern:
Univ.- Prof. Dr. Konrad Seppelt, Fachbereich Biologie-Chemie-Pharmazie der Freien Universität Berlin, Institut für Chemie/Anorganische und Analytische Chemie, Fabeckstr. 34-36, 14195 Berlin, Telefon/Fax: 030 / 838-53310, E-Mail: seppelt@chemie.fu-berlin.de