Synthese, Strukturaufklärung, Eigenschaften und elektronische Verhältnisse von Cluster-Verbindungen aus den Systemen Bi-M-E-X (M = Edelmetall; E = As, Sb, Sn; X = Cl, Br)

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Cluster-Verbindungen der schweren Hauptgruppenelemente (hier Bismut) zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Fülle chemischer Motive aus, die im noch immer wenig erforschten Bereich zwischen kovalenter Bindung (lokalisierte Elektronen) und metallischer Bindung (delokalisierte Elektronen) angesiedelt sind. Jüngste Untersuchungen auf dem Gebiet der Bismutsubhalogenide, die zu den quaternären Systemen Bi-M-E-X (M = Au, Pd; E = Sb, Sn; X = Cl, Br) erweitert wurden, führten zum molekularen Cluster [Bi10Au2](SbBi3Br9)2 sowie zur salzartigen Verbindung [Pd@Bi10](BiSn3Cl11)2, die polymere Stränge aus kovalent verknüpften, gefüllten Clustern [Pd@Bi10]4+ enthält. Im Rahmen des Projektes sollen Bedingungen zur Synthese neuer ternärer und quaternärer Bismutsubhalogenide Bi-M-E-X mit M = Au, Pd; E = As, Sb, Sn und X = Cl, Br erkundet werden. An Einkristallen sollen deren Strukturen aufgeklärt werden. Wegen des für die Substanzklasse symptomatischen Auftretens von Pseudosymmetrie steht zu erwarten, dass hierbei erhebliche kristallographische Probleme (z. B. multiple Verzwillingung) zu lösen sein werden. In Ergänzung der kristallchemischen Diskussion sollen Dichtefunktionalrechnungen Einblicke in elektronischen Verhältnisse eröffnen und zum Verständnis der chemischen Bindung beitragen. Die erarbeiteten Modellvorstellungen sollen anhand ausgewählter physikalischer Eigenschaften überprüft werden.