Gemeinsam einsam: Molekül mit drei Einzelelektronen

RUB-Chemiker isolieren erstmals neuen Typ eines Triradikals

05.10.2005

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.

Der Bochumer Arbeitsgruppe ist es gelungen, ein kleines organisches Molekül mit 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. 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.

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.

Originalveröffentlichung: S. Venkataramani, M. Winkler, W. Sander; "1,2,3-Tridehydrobenzene"; Angewandte Chemie 2005, 117, 6306-6311.

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