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Beispiele für metallreiche Al- und Ga-Cluster. Bei der Synthese laufen gleichzeitig zwei Reaktionen ab: Salzmetathese: AlX + LiR AlR + LiX Disproportionierung:

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1 Beispiele für metallreiche Al- und Ga-Cluster. Bei der Synthese laufen gleichzeitig zwei Reaktionen ab: Salzmetathese: AlX + LiR AlR + LiX Disproportionierung: 3 AlX 2 Al + AlX 3 In Abhängigkeit von den Reaktionsparametern (Temperatur, Stöchiometrie, Konzentration) werden unterschiedliche Cluster gebildet. Meist lässt sich das Al n -Gerüst als (verzerrter) Ausschnitt aus der Struktur des festen Aluminiums (fcc) beschreiben. Elementares Gallium kommt in mehreren festen allotropen Modifikationen vor. Entsprechend zeigen sich in den Gallium-Clustern zahlreiche unterschiedliche Strukturen.

2 Darstellung von AlCl, AlBr, GaCl und GaBr Schema der Cokondensationsapparatur: A=Edelstahlglocke (30 L), B=Lösungsmitteleinlass (LM/D), C=Al in Graphitzelle mit Widerstandsheizung, D=Ablaufrinne, E=Kühlschild, F=Schlenk-Gefäß, G=Dewar-Gefäß mit Trockeneis (-78 °C), K=Kühlwasser, HX=Halogenwasserstoffgas, HV=Hochvakuum.

3 Anordnung der Al-Atome in den metalloiden Aluminiumclustern [Al 7 R 6 ] - 1 (a), [Al 12 R 6 ] - 2 (b), [Al 14 R 6 I 6 ] 2- 3 (c), [Al 69 R 18 ] 3- 4 (d) und [Al 77 R 20 ] 2- 5 (e). R=N(SiMe 3 ) 2

4 Al 77 Cluster Al 13 Al 44 Al 20 Al 77 Ikosader 2. Schicht Ligandtragende Al 77 - Komplett mit zentralem Al äußere Schicht Schalenförmige Darstellung der Anordnung der 77 Al-Atome + 12(violett) + 44 (orange) + 20(blau)) im metalloiden Cluster [Al 77 {N(SiMe 3 ) 2 } 20 ] 2-. Nature 1997, 387,

5 Elementares Gallium

6 Molekülstruktur von [Ga 8 {C(SiMe 3 ) 3 } 6 ]

7 Molekülstrukturen von [Ga 18 (SitBu 3 ) 8 ] und [Ga 22 (SitBu 3 ) 8 ] (von den SitBu 3 -Gruppen sind nur die direkt an die Ga-Atome gebundenen Si- Atome dargestellt) und entsprechende Ausschnitte aus den Festkörperstrukturen von -Gallium bzw. Ga-III.

8 Synthese und Struktur eines Ga 84 R Clusters Molekülstruktur von [Ga 84 (N(SiMe 3 ) 2 ) 20 ] 4- in Schalendarstellung (ohne SiMe 3 -Gruppen) Polyederdarstellung der nicht an einen Liganden gebundenen 64 Galliumatome. Wachstum von Ga n X m -Clustern (X=Halogen) durch Insertion von GaX und Eliminierung von GaX 3 - bzw. Ga 2 X 4 -Einheiten.


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