Zintl-Phasen der Gruppe 13 - Alkalimetall-Trielide
Fast 90 Jahre nach der ersten Beschreibung der NaTl Struktur nimmt das Zintl-Klemm-Konzept eine zentrale Position ein bei der Beschreibung intermetallischer Verbindungen, die aus der Kombination eines elektropositiven Metalls mit Elementen rechts der Zintl-Linie (zwischen Gruppe 13 und 14 im PSE) bestehen. Interessanterweise befindet sich mit Thallium das Element, auf dem dieses Konzept beruht, links der Zintl-Linie.
Die älteste charakterisierte Zintl-Phase ist kubisches Natriumthallid, das von Zintl selbst in sehr sorgfältigen Untersuchungen mit den für die damalige Zeit möglichen Methoden charakterisiert wurde. Kombinationen von elektropositiven Metallen mit Thallium (Thallide) können als Grenzgänger zwischen klassischen intermetallischen Verbindungen und Zintl-Phasen verstanden werden. Als schweres Gruppe-13-Element links der Zintl-Linie sind hier keine klassischen polyanionischen Salze zu erwarten, allerdings scheinen trotzdem signifikante Tl-Tl Wechselwirkungen bei der Strukturbildung eine Rolle zu spielen. So findet man neben isolierten Clustern zwei- und dreidimensionale Netzwerke, abhängig vom Anteil und der Art des beteiligten elektropositiven Metalls. Die gebildeten Thallium Substrukturen lassen sich in manchen Fällen mit dem klassischen Zintl-Klemm-Konzept mit formalem Übertrag der Valenzelektronen des elektropositiven Elements auf Thallium erklären. In einigen Fällen versagt aber diese Beschreibung und die resultierenden Verbindungen können den klassischen intermetallischen Verbindungen zugeordnet werden.
Ziel ist es, die Strukturchemie der Elemente Thallium und Indium in formal negativen Oxidationsstufen zu erweitern. Dabei soll besonderer Fokus auf die Rolle der Alkalimetalle bei der Strukturbildung gelegt werden. Bei der Synthese der Verbindungen verwenden wir deshalb meist mehrere Alkalimetalle gleichzeitig. Die Kristallstrukturen ermöglichen genauere Einblicke zu deren Beitrag bei der Strukturbildung. Mit diesem Trick war es bereits möglich, eine Reihe an neuen, elektronenpräzisen Zintl-Phasen herzustellen, die Cluster enthalten. Lösungsexperimente in flüssigem Ammoniak sollen Parallelen und/oder Unterschiede zu der gut-etablierten Lösungschemie der Gruppen 14 und 15 in diesem Lösungsmittel erarbeitet werden.