Beispiele für metallreiche Al- und Ga-Cluster.

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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 + AlX3 In Abhängigkeit von den Reaktionsparametern (Temperatur, Stöchiometrie, Konzentration) werden unterschiedliche Cluster gebildet. Meist lässt sich das Aln-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 [Al7R6]- 1 (a), [Al12R6]- 2 (b), [Al14R6I6]2- 3 (c), [Al69R18]3- 4 (d) und [Al77R20]2- 5 (e). R=N(SiMe3)2

4 Al77 Cluster Al13 Al44 Al20 Al77 Ikosader Schicht Ligandtragende Al77 - Komplett mit zentralem Al äußere Schicht Nature 1997, 387, Schalenförmige Darstellung der Anordnung der 77 Al-Atome + 12(violett) + 44 (orange) + 20(blau)) im metalloiden Cluster [Al77{N(SiMe3)2}20]2-.

5 Elementares Gallium

6 Molekülstruktur von [Ga8{C(SiMe3)3}6]

7 Molekülstrukturen von [Ga18(SitBu3)8] und [Ga22(SitBu3)8] (von den SitBu3-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 Ga84R204--Clusters
Molekülstruktur von [Ga84(N(SiMe3)2)20]4- in Schalendarstellung (ohne SiMe3-Gruppen) Polyederdarstellung der nicht an einen Liganden gebundenen 64 Galliumatome. Wachstum von GanXm-Clustern (X=Halogen) durch Insertion von GaX und Eliminierung von GaX3- bzw. Ga2X4-Einheiten.