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Bochum, 04.10.2005
Nr. 304

Gemeinsam einsam: Molekül mit drei
Einzelelektronen
RUB-Chemiker isolieren Moleküle mit
Elektronenstress
Angewandte Chemie: Neuer Typ eines
Triradikals erstmals isoliert

Einen neuen
Typ von Molekülen mit drei „ungepaarten“ Elektronen konnten
die Bochumer Chemiker Sugumar Venkataramani, Dr. Michael
Winkler und Prof. Dr. Wolfram Sander (Lehrstuhl für Organische
Chemie II der RUB) erstmals isolieren und untersuchen. Die
Forscher isolierten ein Benzolmolekül, dem drei
Wasserstoffatome entfernt wurden. Ein solches sog. Triradikal
war bisher zwar theoretisch vorhergesagt, aber nie
experimentell untersucht worden. Im Experiment zeigte sich
sogar, dass die theoretischen Vorhersagen über seine
Eigenschaften teils falsch waren. Über die Ergebnisse
berichten die Forscher im Magazin „Angewandte Chemie“.

Einzelne Elektronen: Besonders
reaktive Moleküle
Elektronen in Molekülen existieren
normalerweise paarweise, was letztendlich zur chemischen
Bindung und damit zum Zusammenhalt von Atomen in Molekülen
führt. „’Einsame’ oder ‚ungepaarte’ Elektronen, beispielsweise
in Molekülen mit einer ungerade Zahl an Elektronen, führen zu
meist hochreaktiven Molekülen mit ungewöhnlichen chemischen
Eigenschaften, den Radikalen“, erläutert Prof. Sander. Dass
diese Radikale auch noch „magnetisch“ sind, macht sie um so
interessanter. Einige Moleküle mit geraden Elektronenzahlen
enthalten ebenfalls ungepaarte Elektronen, es handelt sich
dann um sog. Diradikale. Bei diesen Molekülen erzwingt die
besondere Anordnung der Atome, dass zwei „einsame“ Elektronen
keine Verbindung eingehen können.

Extreme Kälte erlaubt neues Triradikal
zu isolieren
Der Bochumer Arbeitsgruppe ist es jetzt
gelungen, ein kleines organisches Molekül mit gleich drei
ungepaarten Elektronen, ein Triradikal, zu isolieren. Es
handelt sich um ein Benzolmolekül, bei dem drei
Wasserstoffatome entfernt wurden. Die Eigenschaften dieses
Moleküls waren bereits im letzten Jahr von einer
amerikanischen Arbeitsgruppe vorhergesagt worden, aber erst
jetzt konnte es auch tatsächlich hergestellt und isoliert
werden. „Dazu sind allerdings extrem tiefe Temperaturen von
-270 Grad notwendig – das sind nur drei Grad über dem
absoluten Nullpunkt von -273 Grad“, so Prof. Sander. Die
Wechselwirkungen zwischen den drei ungepaarten Elektronen
führen zu einer sehr komplizierten elektronischen Struktur,
die sich auch mit den modernen Methoden der Computerchemie nur
schwer verstehen lässt. So ist eines der Ergebnisse der
Experimente, dass die bisherigen theoretischen Vorhersagen
falsch waren.

Modell zum Verständnis und
Vorlage zum Design neuer Materialien
Moleküle wie das
hier vorgestellte mit vielen ungepaarten Elektronen dienen
dazu, das Phänomen der chemischen Bindung besser zu verstehen
und theoretische Modelle zu verbessern. Sie stellen sowohl für
die experimentelle Chemie als auch für die Theorie eine
besondere Herausforderung dar. Sie sind schwer faßbar, können
aber bei Verbrennungsprozessen und bei der photochemischen
Spaltung von Molekülen eine entscheidende Rolle spielen. Und
sie dienen als Vorlage zum Design von organischen magnetischen
Materialien, nach denen in vielen Laboratorien weltweit
intensiv geforscht wird. Für solche nichtmetallische Magnete,
die leicht und gut verformbar sind, gäbe es zahlreiche
industrielle Anwendungen.

Titelaufnahme
Sugumar
Venkataramani, Michael Winkler, Wolfram Sander:
1,2,3-Tridehydrobenzene. In: Angewandte Chemie 117 (2005) S.
6306-6311
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/112098409/ABSTRACT

Weitere Informationen

Prof. Dr. Wolfram Sander, Organische Chemie II,
Tel. 0234/32-24593, Fax: 0234/32-14353
mailto:[email-masked]

Pressestelle
RUB - Universitätsstr. 150 - 44780 Bochum
Telefon:
0234/32-22830 - Fax: 0234/32-14136
E-Mail: [email-masked]
- Leiter: Dr. Josef König

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Letzte Änderung: 04.10.2005 10:57 |
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