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Molekulare Metallurgen verzinken und vergolden Atome

12.11.2008
Als „Hüttenleute der Nanowelt“ entpuppen sich Chemiker um Prof. Dr. Roland A. Fischer (Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität Bochum). Im Niemandsland zwischen Molekül und Metall haben sie eine neue Stoffklasse entdeckt. Der Prototyp dieser neuen Nanolegierungen ist eine Verbindung aus einem zentralen Molybdän-Atom, das zwölf Zink-Atome an sich bindet.

Das zwölfeckige Metallklümpchen, ein so genannter Ikosaeder, ist in Kohlenwasserstoffe eingekleidet und dadurch überraschend stabil. Sein Bauprinzip ist auf viele Metallatome als Zentrum und auf andere Formen übertragbar, zum Beispiel die eines Würfels. Auch sind die Zinkatome durch andere Metallatome austauschbar, sogar gegen Gold. Darüber berichten die Forscher zeitgleich in der Titelgeschichte von „Angewandte Chemie“ und in Chemistry & Engineering News der American Chemical Society.

Molekulare Metallurgie

Der entdeckte Ikosaeder (Mo(ZnR)12) ist dem tetraedrischen Methan (CH4) eng verwandt: Die an das zentrale Molybdän-Atom gebundenen ZnR-Einheiten verhalten sich dem H-Atom im Methan analog. Die quantentheoretische Analyse von Prof. Dr. Gernot Frenking (Marburg) bestätigt, dass die radialen Bindungen zwischen Molybdän und Zink stark sind, wohingegen die peripheren Zink-Atome einander kaum binden. Daher kann das Zink gegen andere Metalle ausgetauscht werden, sogar gegen Gold. Das entspricht der Eigenschaft von Metallen Legierungen zu bilden.

Für die Modellierung dieses Phänomens auf molekularer Ebene wurden jetzt leistungsfähige chemische Synthesemethoden gefunden. Die neuen Moleküle tragen zum besseren Verständnis der chemischen Bindungsverhältnisse zwischen Metallatomen bei und sind auch als Vorstufen für Katalysatoren interessant

Jürgen Schreier | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/werkstoffe/articles/153922/

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