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Porträt PD Dr. habil. Schmidt, Moritz; FWOF

PD Dr. habil. Moritz Schmidt

Leiter Chemie der f-Elemente
moritz.schmidthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3156
+49 351 260 2536

Soziale Medien

Abteilung Chemie der f-Elemente

Foto: Übersicht FWOF ©Copyright: PD Dr. habil. Moritz Schmidt

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 Hauptaugenmerk 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. Kontaktiert uns!

Neuste Publikation

Two Modifications of Nitrilotris(methylenephenylphosphinic) Acid: A Polymeric Network with Intermolecular (O=P–O–H)₃ vs. Monomeric Molecules with Intramolecular (O=P–O–H)₃ Hydrogen Bond Cyclotrimers

Knerr, S.; Brendler, E.; Gericke, R.; Kroke, E.; Wagler, J.

Abstract

Nitrilotris(methylenephenylphosphinic) acid (NTPAH₃) was silylated using hexamethyldisilazane to produce the tris(trimethylsilyl) derivative NTPA(SiMe₃)₃. From the latter, upon alcoholysis in chloroform, NTPAH₃ could be recovered. Thus, a new modification of that phosphinic acid formed. Meanwhile, NTPAH₃ synthesized in aqueous hydrochloric acid crystallized in the space group P3c1 with the formation of O-H···O H-bonded networks (NTPAH₃P), in chloroform crystals in the space group R3c formed (NTPAH₃M), the constituents of which are individual molecules with exclusively intramolecular O-H···O hydrogen bonds. Both solids, NTPAH₃P and NTPAH₃M, were characterized by single-crystal X-ray diffraction, multi-nuclear (¹H, ¹³C, ³¹P) solid-state NMR spectroscopy, and IR spectroscopy as well as quantum chemical calculations (both of their individual constituents as isolated molecules as well as in the periodic crystal environment). In spite of the different stabilities of their constituting molecular conformers, the different crystal packing interactions rendered the modifications of NTPAH₃P and NTPAH₃M similarly stable. In both solids, the protons of the acid are engaged in cyclic (O=P–O–H)₃ H-bond trimers. Thus, the trialkylamine N atom of this compound is not protonated. IR and ¹H NMR spectroscopy of these solids indicated stronger H-bonds in the (O=P–O–H)₃ H-bond trimers of NTPAH₃M over those in NTPAH₃P.

Keywords: aminomethylenephosphinic acid; DFT calculation; Hirshfeld surface; hydrogen bond; polymorphism; solid-state NMR; X-ray diffraction

Crystals 14(2024), 662
DOI: 10.3390/cryst14070662

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-39539

Mehr Publikationen

Projekte

Laufende Projekte

Biologisch-inspirierte Polyhydroxamat-Liganden zur in vivo Dekorporation von Actiniden
(ActiDecorp, ANR/DFG, 04/2024-03/2027)
Actinid-Metall Bindung auf atomarem Level
(Am-BALL, BMUV, 05/2023-04/2026)
Untersuchungen zu den Wechselwirkungen von f-Elementen mit biologisch relevanten Strukturmotiven: Ableitung grundlegender Struktur-Wirkprinzipien für eine Mobilisierung in der
Umwelt
(FENABIUM-II, BMBF, 04/2023-03/2026)
Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen
(KuRSiV, BMUV, 01/2023-06/2026)
Spektroskopische Charakterisierung von f-Element-Komplexen mit soft donor-Liganden
(f-Char, BMBF, 10/2020 - 03/2024)

Abgelaufene Projekte

Struktur-Wirkungsbeziehungen zwischen f-Elementen und organischen Ligandsystemen mit Naturstoff-basierten Bindungsfunktionen in Hinblick auf eine mögliche Mobilisierung in der Umwelt
(FENABIUM, BMBF, 10/2016 – 05/2021)
Smart-K_d in der Langzeitsicherheitsanalyse - Anwendungen
(SMILE, BMWi, 09/2018 – 02/2022)

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Dr. Peter Kaden	801/P217	2261	p.kadenhzdr.de
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Jessica Lessing	801/P352	3154	j.lessinghzdr.de
Adrian Näder	801/P352	3154	a.naederhzdr.de
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Jason Daniel Ross	801/P306	2860	j.rosshzdr.de
Till Erik Sawallisch	801/P205	2438	t.sawallischhzdr.de
Bin Yeamin	801/P127	2006	b.yeaminhzdr.de
Metallorganische Actinidenchemie
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Dr. Juliane März	801/P217	3209 2506	j.maerzhzdr.de