Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultäten der Georg-August-Universität Göttingen Multistabile Gitterkomplexe vorgelegt von Diplom-Chemiker Benjamin Schneider aus Eckernförde Güttingen 2012 Inhaltsverzeichnis I. 1. Einführung 1 Einleitung 3 1.1. Die 3 1.2. Moleküle als Informationsträger 5 1.2.1. Quantenautomaten (QCA) 5 Spin-Crossover (SCO) Supramolekulare Chemie Gitterkomplexe Adressierung von Molekülen 13 digitale Revolution Zelluläre 1.2.2. 1.3. 1.4. 2. II. 3. 4. 7 - 18 Zielsetzung 19 Gitterkomplexe Einführung Ein doppelt mit Eisen in die Chemie multistabiler des Synthese 4.2. Ein 4.3. Zweifache Oxidation Eisen-Gitterkomplex 23 1 27 27 2]-Typs mit L1 zum gemischtvalenten Gitterkomplex Eisen(ll)-Gitterkomplex des [2 x 4.3.1. Zweifache Chemische Oxidation 4.3.2. Vergleichende UV-vis-Spektroskopie von 14+ 29 .... Fazit Komplex 16+ 37 39 und 16+ . . Tunnelmikroskopische und -spektroskopische Untersuchungen 4.4.1. Komplex 14+ 4.4.2. 4.5. Eisen-Gitterkomplexen Liganden HL1 4.1. 4.4. von 21 . . . . 43 43 45 47 48 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 5. 6. Weitere Eisenkomplexe 5.1. 5.2. Ein 5.3. Fazit Unterstützung der zweifachen Spin-Konfigurations-Entartung 6.1. Einführung 6.2. Der und Ligandsynthese (HL2) 57 8. Ein 63 63 Eisen-Gitterkomplex 3 Einführung 64 77 Gitterkomplexe 79 sechskerniger rhombusförmiger Eisen/Silber-Komplex 8.1. Der dimerisierte 8.2. Der 8.3. Fazit Corner-Komplex 4 83 84 sechskernige Eisen-Silber-Komplex 5 85 90 . 9. Heterometallische Kupfer-Eisen-Gitterkomplexe 9.1. Ligandensynthese 9.2. Erste 92 Eisen-Corner-Komplex (6) als Vorläufer 9.2.1. Ein 9.2.2. EinKupfer(H)-KomplexmitL3 (7) Heterometallische 9.4. Komplexe mit L4 Eisen-Kupferkomplexe mit L3 9.4.1. Vorläuferkomplex mit 9.4.2. Ein 92 95 97 105 Eisen (Cu2)2Fe2-Komplex (11) Fazit 10. Abschließende 91 91 Komplexe mit HL3 9.3. 9.5. 51 62 7. (10) 105 106 108 Bemerkungen Experimentalteil und Anhang 11. Materialien und Methoden ii 51 Gitterkomplexes 14+ unvollständiger dreikerniger Gitter komplex (2) III. Heterometallische IV. mit L1 Einfache Oxidation des Arbeitstechniken 11.1. Allgemeine 11.2. Analytische Methoden 109 111 113 113 114 Inhaltsverzeichnis 12. Synthesen 119 12.1. Liganden und Vorstufen 119 12.2. Komplexe 126 Mössbauer-Parameter 133 Kristallographie 137 Liste Wissenschaftlicher Beiträge 143 Literaturverzeichnis 145 Abkürzungsverzeichnis 157 Formelübersicht 161 Danksagung 163 iii