Dokument: Crystal Engineering mit Phenylalkylammonium- und Halogenidometallat-Ionen

Titel:	Crystal Engineering mit Phenylalkylammonium- und Halogenidometallat-Ionen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=64532
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240108-104526-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Lichte, Marten [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 10,37 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.12.2023 / geändert 28.12.2023
Beitragende:	Prof. Dr. Frank, Walter [Gutachter] Prof. Dr. Ganter, Christian [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	PAA-halogenidometallate haben aufgrund ihrer Eigenschaften das Potential für Anwendung im Bereich der Halbleiterindustrie, der Photochemie oder Solarzellentechnik. Deshalb haben PAA-halogenidometallate für Industrie und Forschung mehr und mehr an Bedeutung gewonnen. Dies schlägt sich auch in der stark gestiegenen Anzahl der Forschungsarbeiten und Publikationen auf diesem Gebiet nieder. Unter Anwendung des Konzepts des Crystal Engineerings wurden im Rahmen der Experimente zu dieser Arbeit zehn Verbindungen aus der Verbindungsklasse der PAA-halogenidometallate hergestellt mit dem Ziel, diese systematisch auf intermolekulare Wechselwirkungen und supramolekulare Designelemente zu untersuchen. Daraus abgeleitete Struktur-Eigenschaft-Beziehungen ermöglichen es, potentielle Anwendungen in den oben genannten Themenfeldern zu erschließen. Alle zehn Verbindungen sind anorganisch-organische Hybridmaterialien, welche im Festkörper hydrophile anorganische Schichten und hydrophobe organische Schichten ausbilden. Zwischen den Bausteinen sind Wasserstoffbrückenbindungen wirksam, deren Stärke anhand der berechneten Bindungsvalenzen als moderat bis schwach eingeordnet wird. Wasserstoffbrückenbindungssysteme, die mit dem C_2^2 (6) Graphensatz beschrieben werden, sind ein unter den Verbindungen wiederkehrendes Motiv, welches aufgrund des endlosen Charakters und der kürzest möglichen Wiederholungseinheit als grundlegendes Designelement und supramolekulares Synthon der Verbindungsklasse aufgefasst wird. Für die Untersuchung der Packungsmuster der Bausteine wurde das Kugelpackungskonzept als Vereinfachungsprinzip angewendet, in dessen Rahmen die enthaltenen komplexen Anionen als Kugeln behandelt werden. Sieben der Verbindungen (1, 2, 4, 5, 6, 7 und 8) und zwei weitere literaturbekannte, strukturchemisch eng verwandte Verbindungen bilden im Festkörper eine hexagonal dichteste Kugelpackung aus, deren Schichten entlang der ausgezeichneten Achse der monoklinen Zellen gestapelt sind. PAA als heterobifunktionale kationische Bausteine haben die Möglichkeit sowohl Wasserstoffbrückenbindungen zu Halogenatomen als auch π-Wechselwirkungen zwischen den π-Systemen der Phenylringe auszubilden. π-Wechselwirkungen zwischen den kationischen Bausteinen wurden lediglich in den Verbindungen 1 und I gefunden. Da andere Verbindungen der Verbindungsklasse erwiesenermaßen auch ohne die Ausbildung von π-Wechselwirkungen stabile Festkörper bilden, kann die π-Wechselwirkung entgegen der ursprünglichen Erwartungen als essentielles Designelement dieser Verbindungsklasse ausgeschlossen werden. Due to their properties, PAA halide metalates have the potential for applications in the semiconductor industry, photochemistry or solar cell technology. PAA halide metalates have therefore become increasingly important for industry and research. This is also reflected in the sharp increase in the number of research papers and publications in this field. Using the concept of crystal engineering, ten compounds from the PAA halidometallate class of compounds were prepared in the experiments for this thesis with the aim of systematically analysing them for intermolecular interactions and supramolecular design elements. The structure-property relationships derived from these investigations make it possible to develop potential applications in the above-mentioned fields. All ten compounds are inorganic-organic hybrid materials that form hydrophilic inorganic layers and hydrophobic organic layers in the solid state. Hydrogen bonds are active between the building blocks, the strength of which is categorised as moderate to weak based on the calculated bond valences. Hydrogen bond systems, which are described by the C_2^2 (6) graph set, are a recurring motif among the compounds, which is considered to be a fundamental design element and supramolecular synthon of the compound class due to its endless character and the shortest possible repeating unit. For the investigation of the packing patterns of the building blocks, the sphere packing concept was applied as a simplification principle in which the complex anions contained are treated as spheres. Seven of the compounds (1, 2, 4, 5, 6, 7 and 8) and two other compounds known from the literature, which are closely related in terms of structural chemistry, form a hexagonally dense sphere packing in the solid state, the layers of which are stacked along the unique axis of the monoclinic cells. As heterobifunctional cationic building blocks, PAA can form hydrogen bonds to halogen atoms as well as π-interactions between the π-systems of the phenyl rings. π-interactions between the cationic building blocks were only found in compounds 1 and I. Since other compounds of the compound class have been shown to form stable solids even without the formation of π-interactions, the π-interaction can be excluded as an essential design element of this compound class, contrary to original expectations.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Anorganische Chemie und Strukturchemie
Dokument erstellt am:	08.01.2024
Dateien geändert am:	08.01.2024
Promotionsantrag am:	30.08.2023
Datum der Promotion:	29.11.2023