Authors: Scotti, Nicole
Title: Wege zum Zinn(IV)-nitrid
Language (ISO): de
Abstract: Auf dem Weg zu Nitriden des Zinns gelang die Synthese von Kristallen von Alkalimetalltriamidostannaten(II) mit Lithium und Kalium. Hierbei handelt es sich um die ersten Beispiele einer erfolgreichen röntgenographischen Untersuchung von Sn(II)-N-Bindungen im Festkörper, die nicht Teil einer metallorganischen Verbindung sind. Die Schichtenstruktur des Lithiumtriamidostannates(II) ist aus Baugruppen [Li(NH2)2(NH2)2/2]2 und Triamidostannat(II) - Anionen [Sn(NH2)3]- aufgebaut. In der Verbindung finden sich ungewöhnliche Sn-H-Wasserstoffbrückenbindungen, welche zum Zusammenhalt der Schichten beitragen. Diese Wasserstoffbrückenbindungen wurden durch quantenmechanische ab initio Rechnungen mit Gaussian94 und NBO bestätigt. Im Kaliumtriamidostannat(II) wird dem "lone pair" am Zinn mit Kalium ein deutlich weicherer Akzeptor im Sinne des HSAB-Konzeptes nach Pearson bereitgestellt. So tragen hier Sn-K-Kontakte zum Zusammenhalt der Schichten bei. Die Struktur des K[Sn(NH2)3] lässt sich auch vom CaF2-Typ ableiten. Durch Umsetzung von Zinn(II)-bromid mit Kaliumamid im Stoffmengenverhältnis 1:2 in flüssigem Ammoniak als Lösungsmittel bei 243 K und anschließender thermischer Zersetzung des Produktes bei 623 K im dynamischen Vakuum konnte die erste bekannte, binäre Zinn-Stickstoff-Verbindung - das Sn3N4 - synthetisiert werden. Auch die Umsetzung von Zinn(IV)-iodid mit Kaliumamid im Stoffmengenverhältnis 1:4 unter analogen Bedingungen führt zu Zinn(IV)-nitrid. Die Struktur der schwarzbraunen Substanz wurde mit Hilfe von Röntgen- und Neutronenbeugungsdaten eindeutig bestimmt. Sie zeichnet sich durch zwei unterschiedliche Koordinationen für das gleiche Element in nur einer Oxidationsstufe aus, es handelt sich um den Ersten, unter Standardbedingungen stabilen 4-4-Spinell. Auch 119Sn-MAS-NMR-Untersuchungen bestätigen, dass Zinn(IV) in der Verbindung zwei unterschiedliche Umgebungen realisiert. Die Oxidationsstufe +4 von Zinnatomen in Sn3N4 wurde sowohl mit Hilfe der Mößbauer-Spektroskopie, als auch mittels EXAFS-Analysen bestätigt. Zinn(IV)-nitrid ist der erste IV/V-Halbleiter. Dieses konnte durch Absorptions-Spektroskopie und elektrische Leitfähigkeitsuntersuchungen gezeigt werden. Bandstrukturrechnungen ergeben eine Bandlücke von 0,6 eV. Experimentell wurde ein Wert von 1-1,4 eV gefunden. SQUID-Messungen haben gezeigt, dass Sn3N4 diamagnetisch ist.
Subject Headings: Binäre Nitride
Synthese
Kristallstrukturbestimmung
Triamidostannate (II) mit Alkalimetallen (Li, K)
Zinnverbindungen
Nitride
Chemische Synthese
Kristallstrukturanalyse
URI: http://hdl.handle.net/2003/2398
http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-8161
Issue Date: 1999-10-21
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