Zink- und galliumreiche Verbindungen der Übergangsmetalle - Synthese, Charakterisierung und Ordnungsmuster

Abstract: Bei der vorliegenden Arbeit wurden vor allem intermetallische Phasen der Übergangsmetalle der 4. - 6. Nebengruppe mit den Elementen Zink und Gallium und die durch den Einsatz dieser Elemente auftretende Variation der Valenzelektronenkonzentration untersucht. Hierbei wurden die Strukturtypen des Mo(Zn,Ga)6, Mo7Sn12Zn40 und des Mo8Ga41 als Grundlage genommen. Bei diesen Verbindungen bilden sich Cluster der Zink- oder Galliumatome um die Übergangsmetalle. Über Synthesen neuer Verbindungen und quantenchemische Rechnungen sollen Einblicke in die strukturellen Zusammenhänge gewonnen werden. Die zinkreiche Phase ÜM(Zn,Ga)6 (ÜM = V, Nb, Ta, Mo) weist mehrere Varianten auf, die durch sukzessiven Ga-Einbau ineinander übergehen. Die Strukturen sind Defekt- und Ordnungsvarianten der dichtesten Kugelpackungen. Neben der experimentellen Untersuchung der Stabilitätsbereiche der verschiedenen Mo-Phasen sollten quantenchemische Rechnungen der verschiedenen Verbindungen die elektronische Struktur aufklären und Hinweise liefern, inwieweit die Stabilität der Varianten durch die Valenzelektronenkonzentration beeinflusst wird. Die galliumreiche Struktur (MoGa5)nGa (n = 4, 6, 8) weist ebenfalls mehrere Varianten auf und lässt sich mit anderen Übergangsmetallen synthetisieren. Die Übergangsmetalle sind in einem Zentaurpolyeder[1] koordiniert, der teils aus einem Ikosaeder, teils aus einem Würfel aufgebaut ist. Neben der Untersuchung des Phasenumwandlung der rhomboedrischen (Mo8Ga41) zur monoklinen Verbindung (Mo6Ga31) wurden das ternäre System Re-Ga-Zn und die darin kristallisierende Verbindung Re8(Ga,Zn)41 analysiert. Des Weiteren wurde das Substitutionsverhalten dieser Verbindung erforscht und mit dem der Mo-Verbindungsreihe verglichen. In der Verbindungsreihe des Strukturtyps Mo7Sn12Zn40 konnten zwei neue Verbindungen (V7In9Zn44, Ta7(Pb,Zn)52) synthetisiert werden. Bei diesen hochsymmetrischen, kubischen Verbindungen bilden sich große Cluster um die Übergangsmetalle. Außerdem konnten bei diesen Experimenten neue Verbindungen des Typs MnZnSb nachgewiesen werden, der in einer tetragonalen Defektvariante der Heusler-Phasen (Cu2MnAl-Typ) kristallisiert. Es konnten die Verbindungen TiZnSb, VZnSb und CrZnSb hergestellt und über Einkristalldiffraktometrie analysiert werden
Abstract: In this thesis mainly intermetallic phases of the transition metals of the 4. - 6. Subgroup with the elements zinc and gallium and the variation of the valence electron concentration occurring through the use of these elements were investigated. The structure types of Mo(Zn,Ga)6, Mo7Sn12Zn40 and Mo8Ga41 were used as a basis. In these compounds, clusters of zinc or gallium atoms form around the transition metals. By means of syntheses of new compounds and quantum-chemical calculations, insights into the structural relationships were gained. The zinc-rich phase TM(Zn, Ga)6 (TM = V, Nb, Ta, Mo) has several variants, which change from one to the other by successive Gallium incorporation. The structures are defect and order variants of the densest sphere packing. In addition to the experimental investigation of the stability regions of the various Mo-phases, quantum-chemical calculations of the various compounds should elucidate the electronic structure and provide information on the extent to which the stability of the modifications is influenced by the valence electron concentration. The gallium-rich structure (MoGa5)nGa (n = 4, 6, 8) also has several variants and can be synthesized with other transition metals. The transition metals are coordinated in a centaur polyhedron[1], which consists partly of an icosahedron and partly of a cube. Besides the investigation of the phase transition of the rhombohedral (Mo8Ga41) to the monoclinic compound (Mo6Ga31), the ternary system Re-Ga-Zn and the compound Re8(Ga,Zn)41 were analyzed. Furthermore, the substitution behavior of this compound was investigated and compared with that of the Mo-compounds. Two new compounds (V7In9Zn44, Ta7(Pb,Zn)52) could be synthesized, they both crystalize in the structure type of Mo7Sn12Zn40. These highly symmetric cubic compounds form large clusters around the transition metals. In addition, new compounds of the type MnZnSb were obtained in these experiments. They crystallize in a tetragonal defect variant of the Heusler phase (Cu2MnAl-type). The compounds TiZnSb, VZnSb and CrZnSb were synthesized and analyzed by single-crystal diffractometry

Angaben zum Objekt

• Standort: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Umfang: Online-Ressource
• Sprache: Deutsch
• Anmerkungen: Universität Freiburg, Dissertation, 2019

Klassifikation und Themen

• Schlagwort: Intermetallische Verbindungen ; Zink ; Laves-Phase ; Phasenumwandlung ; Chemische Synthese ; Valenzelektron ; Intermetallische Verbindungen

Beteiligte, Orts- und Zeitangaben

• Ereignis: Veröffentlichung
• (wo): Freiburg
• (wer): Universität
• (wann): 2020
• Urheber: Platzek, Jan
• Beteiligte Personen und Organisationen: Hillebrecht, Harald ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Fakultät für Chemie und Pharmazie

Weitere Informationen

• DOI: 10.6094/UNIFR/151802
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-1518023
• Rechteinformation: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Letzte Aktualisierung: 25.03.2025, 13:54 MEZ