Abteilung Chemie der f-Elemente

Das Hauptaugemerk der Abteilung liegt dabei auf der Koordinationschemie der f-Elemente mit organischen und anorganischen Liganden. Insbesondere solchen mit biologischen oder biologisch-inspirierten Bindungsmotiven. Für diese Untersuchungen nutzen wir Pulver- sowie Einkristall-Röntgenbeugung zur Strukturaufklärung im Festkörper, und spektroskopische Methoden, wie NMR, XANES, oder TRLFS zur Strukturanalyse in Lösung. Die experimentellen Untersuchungen werden stets von quantentheoretischen Berechnungen begleitet, die wesentlich von der Weiterentwicklung der Berechnungscodes für die Anwendungen für 5f-Elemente abhängen.

Das so generierte fundamentale Verständnis der Actinidenchemie wird in unserer Abteilung zudem für Untersuchungen der Actinidenreaktivität an der Wasser/Mineral-Grenzfläche angewendet. In diesem Feld kommen die Rasterkraftmikroskopie, TRLFS, sowie die Oberflächen-Röntgenbeugung als analytische Methoden zum Einsatz.

Eine ausführliche Liste unserer experimentellen Ausstattung finden Sie hier.

Die Abteilung Chemie der f-Elemente ist stets offen für Bachelor- und Masterstudenten sowie Praktika. Einige Themen des Instituts für solche Abschlussarbeiten finden Sie hier.

Ausgewählte Publikationen

• Köhler, L., M. Patzschke, S. Bauters, T. Vitova, S. M. Butorin, K. O. Kvashnina, M. Schmidt, T. Stumpf and J. März (2022). "Insights into the Electronic Structure of a U(IV) Amido and U(V) Imido Complex." Chemistry – A European Journal 28(21): e202200119.
• Lv, K., C. Urbank, M. Patzschke, J. März, P. Kaden, S. Weiss and M. Schmidt (2022). "MOFs with 12-Coordinate 5f-Block Metal Centers." Journal of the American Chemical Society 144(7): 2879-2884.
• Reese, S., P. Kaden, C. J. Taylor, R. Kloditz and M. Schmidt (2021). "Structure and Thermodynamics of Eu(III) and Cm(III) Complexes with Glucuronic Acid." Inorganic Chemistry 60(19): 14667-14678.
• Neumann, J., C. Qiu, P. Eng, S. Skanthakumar, L. Soderholm, T. Stumpf and M. Schmidt (2021). "Effect of Background Electrolyte Composition on the Interfacial Formation of Th(IV) Nanoparticles on the Muscovite (001) Basal Plane." The Journal of Physical Chemistry C 125(30): 16524-16535.
• Lv, K., S. Fichter, M. Gu, J. März and M. Schmidt (2021). "An updated status and trends in actinide metal-organic frameworks (An-MOFs): From synthesis to application." Coordination Chemistry Reviews 446: 214011.
• Köhler, L., M. Patzschke, M. Schmidt, T. Stumpf and J. März (2021). "How 5f electron polarizability drives covalency and selectivity in actinide N-donor complexes." Chemistry - A European Journal 27(72): 18058-18065.
• Kloditz, R., T. Radoske, M. Schmidt, T. Heine, T. Stumpf and M. Patzschke (2021). "Comprehensive Bonding Analysis of Tetravalent f-Element Complexes of the Type [M(salen)₂]." Inorganic Chemistry 60(4): 2514-2525.
• Radoske, T., J. März, M. Patzschke, P. Kaden, O. Walter, M. Schmidt and T. Stumpf (2020). "Bonding Trends in Tetravalent Th–Pu Monosalen Complexes." Chemistry – A European Journal 26(70): 16853-16859.
• Kloditz, R., S. Fichter, S. Kaufmann, T. S. Brunner, P. Kaden, M. Patzschke, T. Stumpf, P. W. Roesky, M. Schmidt and J. März (2020). "Series of Tetravalent Actinide Amidinates: Structure Determination and Bonding Analysis." Inorganic Chemistry 59(21): 15670-15680.
• Yuan, K.; Bracco, J. N.; Schmidt, M.; Soderholm, L.; Fenter, P.; Lee, S. S. Effect of Anions on the Changes in the Structure and Adsorption Mechanism of Zirconium Species at the Muscovite (001) – Water Interface. J. Phys. Chem. C 2019, 123, 16699-16710.
• Rossberg, A.; Abe, T.; Okuwaki, K.; Barkleit, A.; Fukuzawa, K.; Nakano, T.; Mochizuki, Y.; Tsushima, S. Destabilization of DNA through interstrand crosslinking by UO₂²⁺. Chem Comm. 2019, 55, 2015-2018.
• Schöne, S.; März, J.; Stumpf, T.; Ikeda-Ohno, A. Mixed-valent neptunium oligomer complexes based on cation–cation interactions. Dalton Trans. 2019, 48, 6700-6703.
• Molodtsov, K.; Schymura, S.; Rothe, J.; Dardenne, K.; Schmidt, M. Sorption of Eu(III) on Eibenstock granite studied by µTRLFS: A novel spatially-resolved luminescence-spectroscopic technique. Sci. Rep. 2019, 9, 6287.
• Götzke, L.; Schaper, G.; März, J.; Kaden, P.; Huittinen, N.; Stumpf, T.; Kammerlander, K. K. K.; Brunner, E.; Hahn, P.; Mehnert, A.; Kersting, B.; Henle, T.; Lindoy, L. F.; Zanoni, G.; Weigand, J. J. Coordination chemistry of f-block metal ions with ligands bearing bio-relevant functional groups. Coord. Chem. Rev. 2019, 386, 267-309.
• Schöne, S.; Radoske, T.; März, J.; Stumpf, T.; Ikeda-Ohno, A. Synthesis and Characterization of Heterometallic Iron–Uranium Complexes with a Bidentate N-Donor Ligand (2,2′-Bipyridine or 1,10-Phenanthroline). Inorg. Chem. 2018, 57, 13318-13329.
• Martin, N. P.; Volkringer, C.; Roussel, P.; März, J.; Hennig, C.; Loiseau, T.; Ikeda-Ohno, A. {Np38} clusters: the missing link in the largest poly-oxo cluster series of tetravalent actinides. Chem. Comm. 2018, 54, 10060-10063.
• Barkleit, A.; Hennig, C.; Ikeda-Ohno, A. Interaction of Uranium(VI) with α-Amylase and Its Implication for Enzyme Activity. Chem. Res. Toxicol. 2018, 31, 1032-1041.
• Wilke, C.; Barkleit, A.; Stumpf, T.; Ikeda-Ohno, A. Speciation of the trivalent f-elements Eu(III) and Cm(III) in digestive media. J. Inorg. Biochem. 2017, 175, 248-258.
• Schöne, S.; Radoske, T.; März, J.; Stumpf, T.; Patzschke, M.; Ikeda-Ohno, A. [UO₂Cl₂(phen)₂], a Simple Uranium(VI) Compound with a Significantly Bent Uranyl Unit (phen=1,10-phenanthroline). Chem. Eur. J. 2017, 23, 13574-13578.

Projekte

• FENABIUM (BMBF, Nov 2016 – May 2021)
• SMILE (BMWi, Sep 2018 – Feb 2022)
• f-Char (BMBF, Okt. - Sep. 2023)

Mitarbeiter

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Leitung
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Dr. Peter Kaden	801/P217	3209	p.kadenhzdr.de
Dr. Michael Patzschke	801/P356	2989	m.patzschkehzdr.de
Metallorganische Actinidenchemie
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Dr. Juliane März	801/P217	3209 2506	j.maerzhzdr.de