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Chemische Unterhaltungen

Überraschungen aus der Molekülwelt

Chemiker entdecken immer wieder Verblüffendes – etwa eine Verbindung zwischen Gold und dem Edelgas Xenon. Manchmal ist ein Ergebnis aber gar nicht so erstaunlich, wie es zunächst aussieht.
Einige neue Verbindungen überraschen, weil es sich um Abwandlungen vertrauter Strukturelemente oder um die Kombination von Molekülen handelt, die bis dato als inert galten.

In den nun schon bald 50 Jahren als Chemiker habe ich durch Kollegen oder aus Fachveröffentlichungen von sehr vielen zuvor unbekannten Molekülen erfahren. Einige haben mich überrascht. Im Nachhinein frage ich mich, was es eigentlich ist, das mich über ein neues Molekül staunen lässt. Diese Frage ist gar nicht so einfach zu beantworten, und es lohnt, ihr hier anhand einiger Beispiele nachzugehen.

Einige neue Moleküle sind überraschend, weil es sich um Abwandlungen derart vertrauter Strukturelemente handelt, dass vorher niemand auf die Idee gekommen war, etwas daran zu ändern. Nehmen wir eine Substanzklasse, die den zunächst kryptisch wirkenden Namen N-invertierte Porphyrine trägt, der sich bei genauerer Betrachtung jedoch als sehr passend und einleuchtend entpuppt.

Porphyrine (links im nebenstehenden Bild) sind eine in der Natur weit verbreitete Stoffgruppe. Sie enthalten vier so genannte Pyrrolringe – Fünfringe mit vier Kohlenstoffen und einem Stickstoff. Diese sind so zu einem größeren Ring verbunden, dass die Stickstoffatome in die leere Mitte zeigen. Dort sitzt in der Regel ein Metallatom, zum Beispiel Eisen in der Häm-Einheit des Blutfarbstoffs Hämoglobin. Dessen tiefrote Farbe war auch namensgebend für die Stoffgruppe (von griechisch: porphyreos = dunkelrot). Das Pyrrol dagegen erhielt seine übliche Bezeichnung – in der systematischen Nomenklatur heißt es Azol, was aber kaum jemand sagt –, weil seine Dämpfe einen in Salzsäure getauchten Fichtenspan feuerrot (griechisch: pyrros) färben …

Januar 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Januar 2013

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  • Quellen

Elias, D. C. et al.: Control of Graphene's Properties by Reversible Hydrogenation: Evidence for Graphane. In: Science 323, S. 610 – 613, 2009

Senge, M. O.: Extrovertierte Verwirrung – Linus Pauling, Melvin Calvin und Porphyrinisomere. In: Angewandte Chemie 123, S. 4360 – 4365, 2011

Seppelt, K., Seidel, S.: Xenon as a Complex Ligand: The Tetra Xenono Gold(II) Cation in AuXe42+(Sb2F11-)2. In: Science 290, S. 117 – 118, 2000

Sofo, J. O. et al.: Graphane: A Two-Dimensional Hydrocarbon. In: Physical Reviews B 75, S. 153401 – 153404, 2007

Wen, X.-D.: Graphane Sheets and Crystals under Pressure. In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 108, S. 6833 – 6837, 2011