Experimentelle Charakterisierung der chemischen Bindungen in Bor und borreichen Verbindungen

• Antragsteller: Professor Dr. Sander van Smaalen
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244734497

Die Bindungsverhältnisse in elementarem Bor und seinen chemischen Verbindungen werden trotz hoher wissenschaftlicher Anstrengungen nicht vollständig verstanden. Zum Beispiel ist nicht eindeutig geklärt, welches Allotrop bei Normalbedingungen die stabile Form von Bor ist. In diesem Projekt sollen die chemischen Bindungen des Boratoms in Allotropen von Bor, z. B. beta-B106 und alpha-tetragonalem Bor, und in borreichen Verbindungen, z. B. B13C2 und B50C2, mit Einkristallröntgenbeugung experimentell charakterisiert werden. Strukturverfeinerungen mit dem Multipolmodell (MP Modell) und Datenanalyse gemäss der Maximum Entropie Methode (MEM) führen zu Elektronendichtekarten, die die räumlichen Verteilungen der Valenzelektronen im Detail berücksichtigen. Eine quantitative topologische Analyse der Elektronendichten gemäss Baders Atoms-in-Molecules (AIM)-Theorie soll die unterschiedlichen chemischen Wechselwirkungen über die bindungskritischen Punkte (BCP), die ringkritischen Punkte (RCP) und die Bindungspfade identifizieren. Neben normalen zwei-Elektronen-zwei-Zentren (2e2c) Bindungen wird erwartet, dass der Elektronenmangel des Boratoms für Polyzentren-Bindungen, zwei-Elektronen-drei-Zentren (2e3c) und ein-Elektron-zwei-Zentren (1e2c) Bindungen unterschiedlicher Ausformung verantwortlich ist. Ziel ist es, eine substanzübergreifenden Darstellung der chemischen Bindungen zwischen Boratomen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen