Forschungs-Highlights im Überblick

Unkonventioneller Spinzustand in Pr₃Fe₃Sb₇

Die ternäre, intermetallische Verbindung Pr₃Fe₃Sb₇ zeigt ein ungewöhnliches magnetisches Verhalten, welches durch ein komplexes Zusammenspiel aus 3d und 4f Magnetismus des Übergangs- und des Seltenerdmetalls hervorgerufen wird. Die Züchtung mm-großer Kristalle gelang aus dem Bismut-Fluss und erlaubte die Untersuchung der magnetischen und elektrischen Eigenschaften. Durch eine Kombination aus magnetischen Messungen, Mößbauer Spektroskopie und Neutronenbeugung konnte die magnetische Struktur und die konkurrierenden Wechselwirkungen zweier Teilstrukturen aufgeklärt werden.

Eine Mineralpumpe für Gold in der Erdkruste

Um eine Erzlagerstätte zu bilden, muss Gold tausend- bis millionenfach stärker angereichert werden, als es im Durchschnitt in der Erdkruste vorkommt (nur etwa 1 mg pro Tonne Gestein). In der Natur sind nur sehr wenige Mineralien, nämlich Arsenopyrit (Arsenkies) und Löllingit (Arseneisen), bekannt, die solche Anreicherungsfaktoren für Gold aufweisen. Doch trotz der enormen Bedeutung blieb der Zustand dieses "unsichtbaren" Goldes und die Ursache seiner Einlagerung in diesen Sulfiden eines der größten Rätsel in der Geschichte der Erforschung von Erzlagerstätten.

Reaktionsmechanismus des Polyol-Prozesses im intermetallischen Bi-Ni System

Durch Abfangen von Intermediaten mit Hilfe einer Synthesemikrowelle konnte der Bildungsmechanismus von BiNi Partikeln im Polyolverfahren aufgeklärt werden. Hier wurde eine sukzessive Reduktion mit anschließendem Diffusionsprozess festgestellt. Die Reaktion wird durch mehrere Parameter beeinflusst, welche ebenfalls untersucht wurden.

Lösen von Metalloxiden in ionischer Flüssigkeit

Die ionische Flüssigkeit [Hbet][NTf2] ist geeignet, zahlreiche Metalloxide bei niedrigen Temperaturen zu lösen. Ausgehend von einer resultierenden Komplexverbindung gelangen erste Schritte in Richtung Folgechemie.

Hydroflux-Synthese vom Oxo-Hydroxoferrat K_2–xFe₄O_7–x(OH)_x

Die Reaktion von Eisen(III)-nitrat in einem Kaliumhydroxid Hydroflux führt zum Oxohydroxoferrat(III) K_2–xFe₄O_7–x(OH)_x. Diese Verbindung zeigt eine ungewöhnliche Ordnung der Leerstellen im Kaliumgitter auf und zerfällt topotaktisch in β'' oder β-aluminatartige K_1+x'Fe₁₁O₁₇.

Niedertemperaturordnung in der Clusterverbindung (Bi₈)Tl[AlCl₄]₃

Über eine Synthese in der ionischen Flüssigkeit [BMIm]Cl·₄AlCl₃ gelang es die Clusterverbindung (Bi₈)Tl[AlCl₄]₃ 
darzustellen. Dabei konnte in der Verbindung, welche bei Raumtemperatur eine Perowskitstruktur mit zwei komplexe Ionen bildet, eine zunehmende Ordnung der Bismutpolykationenfestgestellt werden.

Neuartige Bindungssi­tuati­on zwischen Kupfer und Bismut

Kupfer und Bismut bilden normalerweise nur unter extremen Bedingungen binäre Verbindungen. Dennoch gelang uns kürzlich die Synthese des intermetalloiden Clusters (CuBi₈)³⁺ unter milden Reaktionsbedingungen.

Von Graphit und Stickstoff zu CCN^3– in nur einem Schritt

Kohlenstoff und Stickstoff sind in elementarer Form weitgehend unreaktiv, daher werden in der organischen Synthese häufig reaktive Verbindungen wie Ammoniak zur C–N Bindungsbildung eingesetzt. Überraschenderweise gelang es, CCN^3– aus den Elementen darzustellen – ein lang gesuchtes quasi organisches Molekülanion. Das Anion ist im Wirtsgerüst des Ba₅[TaN₄][C₂N]-Nitridometallats stabilisiert.