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PD Dr. habil. Moritz Schmidt

Leiter Chemie der f-Elemente
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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. Einige Themen des Instituts für solche Abschlussarbeiten finden Sie hier.

Neuste Publikation

Ge–Cu-Complexes Ph(pyO)Ge(μ²-pyO)₂CuCl and PhGe(μ²-pyO)₄CuCl - Representatives of Cu(I)→Ge(IV) and Cu(II)→Ge(IV) Dative Bond Systems

Wagler, J.; Gericke, R.

Phenylgermaniumpyridine-2-olate PhGe(pyO)₃ (compound 1Ge) and CuCl react with the formation of the heteronuclear complex Ph(pyO)Ge(μ²-pyO)₂CuCl (2Ge’) rather than forming the expected compound PhGe(μ²-pyO)₃CuCl (2Ge). Single-point calculations (at the B2T-PLYP level) of the optimized molecular structures confirmed the relative stability of isomer 2Ge’ over 2Ge and, for the related silicon congeners, the relative stability of 2Si over 2Si’. Decomposition of a solution of 2Ge’ upon access to air provided access to some crystals of the copper(II) compound PhGe(μ²-pyO)₄CuCl (3Ge). Compounds 2Ge’ and 3Ge were characterized by single-crystal X-ray diffraction analyses, and the Ge–Cu bonds in these compounds were analyzed with the aid of quantum chemical calculations, e.g., Natural Bond Orbital analyses (NBO), Non-Covalent Interactions descriptor (NCI), and topology of the electron density at bond critical point using Quantum Theory of Atoms-In-Molecules (QTAIM) in conjunction with the related silicon compounds PhSi(μ²-pyO)₃CuCl (2Si), PhSi(μ²-pyO)₄CuCl (3Si), as well as the potential isomers Ph(pyO)Si(μ²-pyO)₂CuCl (2Si’) and PhGe(μ²-pyO)₃CuCl (2Ge). Pronounced Cu→Ge (over Cu→Si) lone pair donation was found for the Cu(I) compounds, whereas in Cu(II) compounds 3Si and 3Ge, this σ-donation is less pronounced and only marginally enhanced in 3Ge over 3Si.

Keywords: atoms-in-molecules; copper; dimetallic complexes; NLMO; single-crystal X-ray diffraction analyses

Molecules 28(2023)14, 5442
Online First (2023) DOI: 10.3390/molecules28145442

Projekte

FENABIUM-II (BMBF, Apr 2023 – Mar 2026)
KuRSiv (BMUV, Jan 2023 – Jul 2026)
f-Char (BMBF, Okt. - Sep. 2023)

Team

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Leitung
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Mitarbeiter
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Dr. Peter Kaden	801/P217	2261	p.kadenhzdr.de
Jessica Lessing	801/P352	3154	j.lessinghzdr.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
Boseok Hong	801/P205	2438	b.honghzdr.de