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News: Die längste Kette und die stärkste Krümmung

Diamant, Graphit, Fulleren - reiner Kohlenstoff kann verschiedene Modifikationen annehmen. Selbst als Kette könnte er theoretisch auftreten, doch zweifeln Wissenschaftler hier an der Stabilität des Polymers. Nun gelangen deutschen Forschern Aufnahmen der längsten linearen Kohlenstoffkette, die bisher strukturell charakterisiert werden konnte, und der am stärksten gebogenen Kohlenstoffkette, die derzeit bekannt ist.
Bereits seit der Antike sind Diamant und Graphit als die natürlich vorkommenden Modifikationen des Kohlenstoffs bekannt. Sie unterscheiden sich im geometrischen Aufbau der Kohlenstoffatome, die im Falle des Diamant die Eckpunkte einer regelmäßigen viereckigen Pyramide einnehmen, beim Graphit eine ebene Fläche bilden. Ein drittes Polymer, das aus linear aneinandergereihten Kohlenstoffatomen besteht, wäre im Prinzip denkbar. Bisher konnte jedoch ein solches Material weder hergestellt noch beschrieben werden, und einige Chemiker bezweifeln, ob diese Verbindung stabil sei. Andere wiederum sind der Meinung, dass sie sich verbiegen könnte, um schließlich kleinere molekulare Formen des Kohlenstoffs, wie zum Beispiel die fußballähnlichen Fullerene zu bilden.

Übergangsmetalle sind bekannt für ihre Fähigkeit, reaktive Spezies zu stabilisieren. Mitarbeiter des Arbeitskreises um John Gladysz von der Universität Erlangen-Nürnberg konzentrieren sich deshalb seit einiger Zeit auf die Synthese von Komplexverbindungen, in denen lineare Kohlenstoffketten zwei Metallzentren verknüpfen.

Wolfgang Mohr und Jürgen Stahl aus der Arbeitsgruppe beschreiben nun die Verlängerung der Kohlenstoffkette beziehungsweise eine Modellverbindung für das polymere Carbin. Es wurden neue Methoden entwickelt, die die Herstellung der Platin-Kohlenstoff-Verbindungen PtC12Pt und PtC16Pt in guten Ausbeuten ermöglichen. In Zusammenarbeit mit Frank Hampel konnten sie Röntgenstrukturanalysen – eine Art molekulare Photographie – durchführen. PtC16Pt ist die bis heute längste lineare Kohlenstoffkette, von der ein solches Bild aufgenommen werden konnte. Zwar wurde bereits von längeren Ketten berichtet, doch waren diese Moleküle für derartige Messungen nicht stabil genug. Das Bild von PtC12Pt zeigte außerdem eine bemerkenswerte Krümmung, die für solche Ketten beispiellos ist. Für diese überraschende Geometrie konnte bisher keine Erklärung gefunden werden, doch stützt sie die Idee, dass sich lange Ketten leicht zu den kugelförmigen Fullerenen zersetzen könnten.

Die meisten Metallkomplexe können oxidiert beziehungsweise reduziert werden können, das heißt ihre Ladung ändern und dabei interessante elektronische Eigenschaften an den Tag legen. Die verbrückende Kohlenstoffkette kann ähnlich einem Draht leicht Elektronen übertragen. Solche Verbindungen sind interessant im Zusammenhang mit der Nanotechnologie, wo sie als molekulare Drähte oder Schalter fungieren sollen.

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