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Matrixisolation reaktiver Spezies

In der Regel werden bei uns Hochtemperaturmoleküle wie z.B. AlF, AlCl, AlBr, SiO, SiS, GeO oder P2 direkt nach ihrer Erzeugung bei ca. 1000°C mit einem großen Überschuss an einem Edelgas bei ca. -260°C ausgefroren. Die dabei unter bestimmten Bedingungen auftretende Oligomerisierung von z.B. SiO erlaubt die spektroskopische Charakterisierung von Zwischenstufen auf dem Weg zu bisher strukturell unbekanntem, aber technisch wichtigem festem SiO.

Neben der Oligomerisierung werden außerdem Reaktionen der Hochtemperaturmoleküle mit anderen Reaktionspartnern untersucht. So können z.B. aus SiO in festem Argon molekulares SiO2 [H. Schnöckel, Angew. Chem. 1978, 90, 638 (link); H. Schnöckel,  Nachr. Chem. Techn. Lab. 1978, 26, 411] und ähnliche Spezies hergestellt werden. Auf diese Weise werden auch bindungstheoretisch wichtige Moleküle wie z. B. monomeres AlH3 oder PdSiO hergestellt und untersucht. Letzteres ist der erste und bisher einzige Komplex, in dem SiO analog zum CO an ein Übergangsmetall gebunden ist. Moleküle wie ClCO sind außerdem in der Stratosphärenchemie von Bedeutung.

Neuerdings konnten in Zusammenarbeit mit H.-J. Himmel zahlreiche Reaktionen von AlX-Molekülen aufgeklärt werden, wobei besonders die Bisuperperoxoverbindung FAlO4, die einen Triplettgrundzustand aufweist, hervorzuheben ist, da ihr u. U. bei den Primärschritten der Oxidation von Al-Oberflächen eine Bedeutung zukommt [J. Bahlo, H.-J. Himmel, H. Schnöckel, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 4696 (link); G. Stößer, H. Schnöckel, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4261 (link)].

Die IR- und Raman-spektroskopischen Arbeiten werden seit vielen Jahren durch quantenmechanische Rechnungen ergänzt. Neuere Arbeiten auf diesem Gebiet (zusammen mit R. Köppe und H.-J. Himmel) befassen sich kritisch mit der Frage der Mehrfachbindung zwischen Hauptgruppenelementen und mit der experimentellen Bestimmung der Bindungsenergie einer MgMg-Bindung im Mg2Cl2 [R. Köppe, P. Henke, H. Schnöckel, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8740 (link)]

Forschung