ISBN 978-3-8439-0033-1

978-3-8439-0033-1, Reihe Anorganische Chemie

Christian Schurz
Über Nitridhalogenide und -chalkogenide der Seltenerdmetalle: Synthese, Kristallstrukturen, optische Spektroskopie und oxidische Derivate

217 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2011), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Untersuchungen zu Verbindungen mit strukturdominierenden [NM4]9+-Tetraedern sollten im Rahmen der vorliegenden Dissertation fortgeführt werden, um vorhandene Lücken in den Existenzbereichen präparativ zu schließen, neue Verbindungen zu synthetisieren und weiterführende Möglichkeiten zur Charakterisierung dieser Verbindungen zu finden. Die Untersuchungen zum Existenzbereich der Nitridchloride M2NCl3 führten zu zwei weiteren Vertretern, La2NCl3 und Ce2NCl3, und zu dem oxidischen Derivat Na2Nd4ONCl9. Zudem wurde die Existenzfähigkeit der bislang unbekannten M2NI3-Vertreter untersucht, wobei die Bildung von quaternären Verbindungen NaM4N2I7 mit M = La – Nd nach der klassischen Synthese durch Redoxreaktionen mit Natriumazid (NaN3) beobachtet werden konnte. Mit der metathetischen Umsetzungen unter Beteiligung von Lithiumnitrid (Li3N) war es möglich, die formelgleichen, aber nicht-isotypen, LiM4N2I7-Vertreter mit M = La – Nd und Gd zu synthetisieren. Der Nachweis des sehr ähnlichen strukturellen Aufbaus erfolgte mittels optischer Spektroskopie (hier: Infrarot-Spektroskopie). Die IR-Spektren zeigen vier typische Banden im Bereich zwischen 300 und 600 cm–1, welche auf die Lage der Schwingungsbanden der zu Ketten kondensierten [NM4]9+-Tetraeder hinweisen. Während im Fall der NaM4N2I7-Vertreter mit M = La – Nd davon ausgegangen werden kann, dass die kurze Reihe mit dieser Struktur wohl abgeschlossen ist, fehlt bei den LiM4N2I7-Repräsentanten mit M = La – Nd und Gd zumindest die Samariumverbindung.

Neue Erkenntnisse über die stickstoffhaltigen Vertreter des Formeltyps M10+xZCh14 (M = La – Nd, Gd; Z = O(1–3x)N(3x) mit 0 ≤ x ≤ 1/3; Ch = S, Se), die im aufgefüllten Pr10OS14-Typ kristallisieren und bisher mit der Formel NaM10NCh14 beschrieben wurden, erschlossen sich durch den Verzicht auf natriumhaltige Edukte. Die Gewinnung der sauerstofffreien Vertreter mit der Formel M10,33NCh14 steht dabei aber ebenso aus wie die Synthese der Samariumverbindung im sulfidischen System. Die Verbindungen der Zusammensetzung M5NSe6 mit M = Pr konnten um den Lanthanvertreter erweitert werden. Zudem weisen die drei neu synthetisierten Oxidselenide der Zusammensetzung Nd2OSe2, Sm2OSe2 und Dy2OSe2 eine gewisse Ähnlichkeit zu den gleichfalls aus porösen Schichten aufgebauten Nitridseleniden mit der Formel M4N2Se3 (M = Pr und Nd) auf.

Ein eigenes Kapitel befasst sich mit den Nebenprodukten ( ternäre Chloride Na3DyCl6 und K2LaCl5 sowie BaM2Ch4-Vertreter mit M = Y, Lu und Ch = S, Se, Te).