Abteilung Chemie der f-Elemente

Wir untersuchen die Chemie der Actiniden und ihrer Lanthanidhomologen im Festkörper und in Lösung. Hierzu setzen wir moderne analytische Methoden sowie quantenchemische Berechnungen ein, um strukturelle Informationen auf atomarer Ebene zu erhalten. Daraus wiederum lassen sich Rückschlüsse auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Actiniden in Molekülen ziehen.

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. Darüberhinaus untersuchen wir die Entstehung und cheische Speziation von Aktivierungsprodukten in Baumaterialien von Kernkraftwerken für deren sicheren Rückbau. Diese Arbeiten werden in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung für Grenzflächenprozesse ausgeführt.

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

• 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 – Oct 2019)
• SMILE (BMWi, Sep 2018 – Feb 2022)
• EMPRADO (BMBF, Jul 2019 – Jan 2023)
• WERREBA (BMBF, Jul 2019 – Jan 2023)

Mitarbeiter

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Leitung
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Schmidt PD Dr. habil., Moritz	801/P249	3156 2536	moritz.schmidthzdr.de
Mitarbeiter
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Arrozi, Ubed Sonai Fahruddin	801/P350		u.sonaihzdr.de
Barkleit Dr., Astrid	801/P207	3136 2512 2518	a.barkleithzdr.de
Kaden Dr., Peter	801/P217	3209	p.kadenhzdr.de
Kloditz, Roger	801/P205	2438	r.kloditzhzdr.de
Köhler, Luisa	801/P205	2011	l.koehlerhzdr.de
Kohlgruber, Tsuyoshi Anthony	801/P350		t.kohlgruberhzdr.de
März Dr., Juliane	801/P217	3209 2506	j.maerzhzdr.de
Neumann, Julia	801/P352	3154	j.neumannhzdr.de
Patzschke Dr., Michael	801/P356	2989	m.patzschkehzdr.de
Radoske, Thomas	801/P205	2438	t.radoskehzdr.de
Schöne, Sebastian	801/P205	2438	schoene.sebastianhzdr.de
Taylor, Corey John	801/P352		c.taylorhzdr.de