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Molekularchemie: Metallische Bor-Käfige

Closomer
Verschiedene metalltypische Eigenschaften imitierten Frederick Hawthorne von der Universität von Missouri-Columbia und seine Kollegen, indem sie Etherverbindungen mit einem kugelförmigen Bor-Wasserstoff-Molekül, einem so genannten "Bor-Käfig", verknüpften [1].

Farbumschlag bei Oxidation | In Lösung zeigen die Bor-Käfige bei Oxidation deutliche, reversible Farbumschläge: Einfache Oxidation färbt die Flüssigkeit rot, weiterer Sauerstoff gelb.
Je nach verwendeter Etherverbindung ließen sich die Eigenschaften der neuen Nanomoleküle maßschneidern. Damit ergibt sich eine neue Gruppe so genannter "Pseudo-Metalle", so die Forscher. Neben den typisch metallischen zeigten die neuen Moleküle eine andere augenfällige Eigenschaft: Während sie in Lösung zunächst farblos waren, erzeugte einfache Oxidation ein tiefes Rot, zweifache Oxidation rief einen Farbumschlag ins Gelbe hervor.

Als Anwendungsgebiet für die Pseudo-Metalle sehen die Wissenschaftler vor allem die Klasse von Medikamenten, die auf metalltypischen Redox-Reaktionen beruhen. Darüber hinaus könnten die relativ einfach zu synthetisierenden Verbindungen aber auch im Bereich der Nanoelektronik, wie zum Beispiel in leitenden Polymeren zum Einsatz kommen.

Bor-Käfig mit Etherverbindungen | Etherverbindungen hängen an jedem der zwölf Bor-Atome und bestimmen die Eigenschaften des Moleküls.
Hawthorne hatte die sehr stabilen "Bor-Käfige" zum ersten Mal vor etwa fünfzig Jahren hergestellt. Weil sie sich als verhaltnismäßig unreaktiv erwiesen, blieben die aus je zwölf Bor- und Wasserstoff-Atomen bestehenden Gebilde in Form eines Dodekaeders bis heute weitgehend unbeachtet.

Anderen Bor-Bällen mag das anders ergehen: Berechnungen von Boris Yakobson und seinen Mitarbeitern an der Rice-Universität sagen ein stabiles, aus achzig Bor-Atomen bestehendes Molekül (B80) voraus, das den bekannten Bucky-Balls (C60) ähnelt [2]. Seine Struktur unterscheidet sich vom Aufbau der Fußball-Moleküle nur durch ein weiteres Atom in der Mitte eines jeden Sechsecks, aus denen sich die Bälle zusammensetzen.

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