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Dr. Stefanie Gärtner

Akademische Rätin

AK Prof. Dr. N. Korber, Röntgenstrukturanalyse der Betriebseinheit Zentrale Analytik


Forschung

An der Grenze zwischen Festkörper und Lösung

Homoatomare Polyanionen der Gruppe 14 stellen aufgrund ihrer Eigenschaft als kleine, diskrete Elementbausteine eine äußerst interessante Verbindungsklasse dar. Man findet diese Polyanionen in Festkörperstrukturen vorgebildet, sogenannten polyanionigen Salzen, die unter die Substanzkategorie Zintl-Phasen fallen.

Die Elementbausteine sind aber z.T. auch außerhalb von Festkörperstrukturen handhabbar und stabil und können chemischen Transformationen unterzogen werden. Allerdings sind Lösungsprozesse der polyanionigen Salze, die diese Transformationen voraussetzen, noch bei weitem nicht verstanden und gestalten gezielte Synthesen neuer Verbindungen in Lösung schwierig. Es ist deshalb von Interesse, polyanionige Salze aufzulösen und in Form von Solvatstrukturen zu (re-)kristallisieren.  Als beste Methode für die Untersuchung in Lösung präsenter Polyanionen bietet sich die NMR-Spektroskopie an. Die Untersuchungen dazu werden in einer Kooperation mit dem AK Prof. Dr. R.-M. Gschwind durchgeführt. 

Die Rolle weiterer Salzzusätze soll an einfachen Beispielen wie Alkalimetallhalogeniden oder -(tert)Butanolaten untersucht werden. Hierbei konnten bereits neue Verbindungen kristallisiert werden, die hochgeladene Zintl-Anionen mit homoleptischen Amminkomplexen als Gegenionen enthalten, wie z.B in [Li(NH₃)₄]₄Sn₄·4NH₃ oder [Na(NH₃)₅]₂P₄·3NH₃. Diese Verbindungen sind besonders interessant, da sie wenige bis keine direkten Kationenkontakte aufweisen und die Beständigkeit der Anionen in Lösung demonstrieren.

Beteiligte Doktoranden

Corinna Lorenz, AK Korber

Florian Hastreiter, AK Gschwind

Lehre

Sommersemester 2018
  • Grundlagen der Anorganischen Chemie (Wirtschaftschemie) (53106)
    Vorlesung: Mi 12.00-14 Uhr, H46
    Übung: Di 12-13 Uhr, H45
    Unterlagen
  • Seminar Staatsexamen AC (vertieft) (53401), Mo 14.00-16.00 Uhr, H47 Unterlagen
  • Ich hab zwar keine Lösung, bewundere abre das Problem (X-Ray, gemeinsam mit Dr. Bodensteiner) (53459)
  • Praktikum Einkristallstrukturanalyse (gemeinsam mit Dr. Bodensteiner) (53240)
  • SynCat Praktikum Methoden, Teil X-Ray
Winzersemester 2017/18
  • Seminar "Analytische Methoden der Anorganischen Chemie", Teil X-Ray (53103)
  • Seminar zum Praktikum "Untersuchungsmethoden der anorganischen Chemie", Teil X-Ray (53104)
  • Seminar "Röntgenstrukturanalyse - Vom Kristall zum Reflex und zurück"  (gemeinsam mit Dr. Bodensteiner) (53454)
  • Praktikum "Einführung in die Einkristall Röntgenstrukturanalyse - Theorie und Praxis" (gemeinsam mit Dr. Bodensteiner) (53240)
  • Vertiefungsseminar zur Veranstaltung "Allgemeine Chemie" (1. Semester) analytischer und anorganischer Teil (53082) Mo, 10.00-12.00 Uhr, CH12.0.16 (53082)
  • Übungen zur Veranstaltung "Allgemeine Chemie - Anorganischer und analytischer Teil" (53082a), gem. mit Tutoren, Di, Mi, Do, 12-13 Uhr, CH12.0.18
  • Seminar Staatsexamen (AC) (53401) Mo, 14.00-16.00 Uhr, H45.

Publikationen

  • Dinuclear indium and thallium diyls: biscarbenoids or metal cluster?
    M. Desat, S. Gaertner, R. Kretschmer, Chem.Commun. 53, 1510-1513 (2017)
    DOI:10.1039/C6CC09488K

  • Si₄⁴⁻ in Solution - First Solvate Crystal Structure of the Ligand-​free Tetrasilicide Tetraanion in Rb₁.₂K₂.₈Si₄ ⋅ 7 NH₃
    C. Lorenz, S. Gaertner, N. Korber, Z. Anorg. Allg. Chem. 643, 141-145 (2017)
    DOI:10.1002/zaac.201600336

  • Selective P4 Activation by a Highly Reduced Cobaltate: Synthesis of Dicobalt Tetraphosphido Complexes
    S. Pelties, T. Maier, D. Herrmann, B. de Bruin, C.  Rebreyend, S. Gaertner, I. G. Shenderovich, R. Wolf,  Chem. Eur. J. 23, 6094-6102 (2017)
    DOI:10.1002/chem.201603296

  • Co-​crystallization of Half-​sandwich (RM,​RC)​/(SM,​RC)​-​Diastereomers in Single Crystals
    H. Brunner, T. Tsuno, M. Bodensteiner, S. Gaertner, C. Miyahara, S.  Ito, T. Kurosawa, K. Koyama, Eur. J. Inorg. Chem. 2016, 5405-5410 (2016)
    DOI:10.1002/ejic.201600962

  • The first chelate-free crystal structure of a silicide transition metal complex K₀.₂₈Rb₇.₇₂[Si₉Ni(CO)₂]₂⋅16NH₃
    S. Gärtner, M. Hamberger, N. Korber, Crystals 5, 275-282 (2015) DOI:10.3390/cryst5030275

  • Stability and Conversion of Tin Zintl Anions in Liquid Ammonia Investigated by NMR Spectroscopy
    F. Fendt, C. Koch, M. Neumeier, S. Gärtner, R. M. Gschwind, N. Korber, Chem. Eur. J. 21, 14539-14544 (2015) DOI:10.1002/chem.201501100

  • About the polymorphism of [Li(C₄H₈O)₃]I: crystal structures of trigonal and tetragonal polymorphs
    S. Gärtner, T. Gärtner, R. M. Gschwind, N. Korber, Acta Cryst. E70, 555-558 (2014) DOI:10.1107/S160053681402529X

  • Coordination preferences of the alkali cations sodium and caesium in the mixed-cationic Zintl ammoniate Cs₃.₂Na₀.₈Ge₉·5.3NH₃
    S. Gärtner, C. Suchentrunk, N. Korber, Acta Crystallogr. C70, 1036-1039 (2014) DOI:10.1107/S2053229614021998

  • Reaction of Sn₄⁴⁻ in liquid ammonia: the formation of Rb₆[(η²-Sn₄)Zn(η³-Sn₄)]·5NH₃
    F. Fendt, C. Koch, S. Gärtner, N. Korber, Dalton Trans. 42, 15548-15550 (2013) DOI:10.1039/C3DT51932E

  • Zintl Anions S. Gärtner, N. Korber, in: K. Poeppelmeier (Ed.), J. Reedijk (Ed.), Main-Group Elements, Comprehensive Inorganic Chemistry II (Second Edition) 1, Elsevier Ltd., Amsterdam Oxford Waltham (2013) S. 251-267; ISBN 978-0-08-096529-1 DOI:10.1016/B978-0-08-097774-4.00110-8
  • NMR-spektroskopische Detektion der schwer zu fassenden hochgeladenen Zintl-Ionen Si₄⁴⁻ und Sn₄⁴⁻ in flüssigem Ammoniak
    M. Neumeier, F. Fendt, S. Gärtner, C. Koch, T. Gärtner, N. Korber, R. M. Gschwind, Angew. Chem. 125, 4579-4582 (2013) DOI:10.1002/ange.201209578

  • [Rb(18-crown-6)][Rb([2.2.2]-cryptand)]Rb₂Sn₉·5NH₃
    S. Gärtner, N. Korber, Acta Crystallogr. E67, m613-m614 (2011) DOI:10.1107/S1600536811013997

  • Polyanions of group 14 and Group 15 elements in alkali and alkaline earth metal solid state compounds and solvate structures S. Gärtner, N. Korber, in: T. F. Fässler (Ed.), Zintl Ions, Structure and Bonding 140, Springer, Berlin Heidelberg (2011) S. 25-57; ISBN 978-3-642-21180-5 DOI:10.1007/430_2011_43

  • Dissolving Silicides: Syntheses and Crystal Structures of New Ammoniates Containing Si₅²⁻ and Si₉⁴⁻ Polyanions and the Role of Ammonia of Crystallisation
    S. Joseph, C. Suchentrunk, N. Korber, Z. Naturforsch. 65b, 1059-1065 (2010)

  • Chemie mit substituentenfreien Silicium-Clustern in Lösung – ein Übergangsmetallkomplex eines Polysilicid-Anions
    S. Joseph, M. Hamberger, F. Mutzbauer, O. Härtl, M. Meier, N. Korber, Angew. Chem. 121, 8926-8929 (2009) DOI:10.1002/ange.200904242

  • Si₉⁴⁻ Anions in Solution - Structures of the Solvates Rb₄Si₉·4.75NH₃ and [Rb(18-crown-6)]Rb₃Si₉⋅4NH₃, and Chemical Bonding in Si₉⁴⁻
    S. Joseph, C. Suchentrunk, F. Kraus, N. Korber, Eur. J. Inorg. Chem., 4641-4647 (2009) DOI:10.1002/ejic.200900230


Untersuchungen zu Alkalimetall-Thalliden

Thallium befindet sich als Gruppe 13 Element links der klassischen Zintl-Grenze im PSE und bildet demnach nicht bevorzug polyanionische Teilstrukturen in Kombination mit Alkalimetallen im Sinne eines vollständigen Elektronenübertrags vom elektropositiven auf das elektronegative Element. Dies spiegelt sich im paramagnetischen Charakter der meisten bekannten Alkalimetallthallide wider, dennoch existieren Verbindungen, für die diamagnetische Eigenschaften berichtet werden: So liegen u.a. in den paramagnetischen Verbindungen des Typs A8Tl11 isolierte Tl118- Cluster vor, die Substution eines Elektrons durch ein Halogenid führt laut Corbett et al. zu diamganetischen Verbindungen der Zusammenstzung A8Tl11Hal mit Tl117- Clustern. Diese besitzen ein gewisses Potential für eine Extraktion in Lösung mittels flüssigem Ammoniak. Anknüpfend an die Arbeiten von Corbett werden A8Tl11Hal Verbindungen, für die es bislang keine Einkristallstrukturuntersuchungen gibt, mit gemischten Alkalimetallen hergestellt und mittels Einkristallstrukturanalyse und Pulverdiffraktometie untersucht, um anschließend damit Solvolyse-Experimente durchzuführen.

Eine weitere Methode zur Herstellung von Alkalimetallthalliden wurde in den 1930er Jahren von Zintl selbst beschrieben, nämlich die direkte Reduktion von Tl(I)Hal mit Alkalimetall-Ammoniaklösungen. Diese Darstellungsweise wird wieder aufgegegriffen und die enstehenden Produkte mittels Pulverdiffraktometrie und ggf. Einkristallstrukturanalyse charakterisiert.

Beteiligte Masterandin

Susanne Tiefenthaler

  1. Fakultät für Chemie und Pharmazie
  2. Institut für Anorganische Chemie

Arbeitskreis Prof. Korber

An der Grenze zwischen Festkörper und Lösung

Dr.
Stefanie Gärtner
Stefanie Gaertner

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