(*Dieser Text wurde 1997 von den Mitgliedern Instituts als Beitrag zur
Fakultätsbroschüre erstellt.)
Chemie der Elemente: Moleküle, Komplexe, Festkörper, Materialien
Forschungsprofil
Das Fach Anorganische Chemie beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit den
Grundlagen der Chemie aller Elemente, ihren Verwandtschaften zu und ihren
Reaktionen miteinander; die (neu) gebildeten Stoffe werden mit chemischen und
physikalischen Methoden charakterisiert, ihre potentielle Anwendung als Ausgangsstoff
für weitere Reaktionen, als Materialien oder Werkstoffe wird (vor)geprüft.
Forschungsschwerpunkte
In der Festkörperchemie und der Chemie fester Koordinationsverbindungen
steht außer der auf verschiedenen Wegen durchgeführten Synthese die Bestimmung der
Zusammensetzung und der (Kristall-)Struktur im Vordergrund, wobei die Untersuchung der
Reaktivität von Festkörpern zunehmend Bedeutung erlangt. So werden neben den
statischen Methoden zur Charakterisierung von Festkörpern wie der Röntgenbeugung
verstärkt dynamische Methoden eingesetzt: Zeit- und temperaturaufgelöste
Röntgen-Diffraktometrie und simultane Thermogravimetrie/Differenz-Thermoanalyse, kombiniert mit
Massenspektrometrie.
Bearbeitet werden die Stoffklassen: komplexe Halogenide und Carboxylate der
Übergangsmetalle und der Lanthanide, intermetallische Phasen, Oxosäuren und -salze,
polynäre Oxide, Komplexe Hydroxide sowie Komplexe der Lanthanide. Ebenso kommen die
genannten Untersuchungsmethoden bei der Strukturaufklärung von Polyiodiden und
heteronuklearen Polyhalogeniden zum Einsatz.
Die Molekülchemiker des Instituts untersuchen den Mechanismus der
Fluorierungsreaktion mit elementarem Fluor am Beispiel von Alkyl- und
Arylelementverbindungen, entwickeln Synthesewege für Fluororganoelement-Verbindungen
der Gruppen 11-13 und 15-18 des Periodensystems und bestimmen deren Strukturen und
Eigenschaften. Weitere Arbeiten betreffen die Chemie der Interhalogenverbindungen, der
Chalkogene und Interchalkogenwasserstoffe sowie die Strukturchemie der
Schwefelvernetzung von Elastomeren. Das wichtigste Analysenverfahren ist die
Heteroatom-NMR-Spektroskopie.
Zum Bereich der Koordinationschemie gehören die mit photochemischen und
photophysikalischen Methoden an klassischen Komplexverbindungen betriebenen Arbeiten
zur Aufdeckung der Beziehungen zwischen spektroskopischen Eigenschaften und Struktur.
Große praktische Bedeutung haben die ebenfalls zum Bereich der Koordinationschemie bzw.
der Metallorganischen Chemie zählenden Untersuchungen zur Stabilisierung von
Metallzentren in niedrigen positiven und formal negativen Oxidationsstufen durch geeignete
Liganden. Die gewonnenen Erkenntnisse über Präparationsmethoden und Tendenzen der
physikalischen bzw. chemischen Eigenschaften finden Anwendung bei der Entwicklung
geeigneter Ausgangsverbindungen (Prekursoren) für die technisch bedeutsame chemische
Gasphasenabscheidung (CVD für engl. Chemical Vapour
Deposition) von Metallschichten. Erwähnt seien auch die Arbeiten zum
Verhalten von Schwermetallen in der Umwelt, in deren Zug Messungen der Immission von
Platingruppenelementen, hervorgerufen durch den Betrieb von Kfz-Katalysatoren,
erfolgen.
Verknüpfungen
Mehrere Arbeitskreise des Instituts sind mit Physikern und Kristallographen in das
Graduiertenkolleg "Klassifizierung von Phasenumwandlungen kristalliner
Stoffe aufgrund struktureller und physikalischer Anomalien" eingebunden. Weitere
Verknüpfungen ergeben sich über die Beteiligung an den
Sonderforschungsbereichen "Physik mesoskopischer und
niedrigdimensionaler metallischer System" sowie "Physik und Chemie interstellarer
Molekülwolken". Langfristig angelegte Kooperationen bestehen mit Arbeitsgruppen an
zahlreichen Universitäten des In- und Auslandes, mit Instituten der Max-Planck-Gesellschaft,
der Fraunhofer-Gesellschaft für Festkörpertechnik in München, dem Deutschen
Forschungsinstitut für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem EC Joint Research Centre IRMM in
Belgien sowie der Industrie.