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Im Flug erwischt
Durch eine geschickte Meßanordnung konnten Chemiker
eine neue Phosphormodifikation nachweisen
Chemiker interessieren sich sehr für ungewöhnliche Moleküle, die nur aus
Atomen eines einzigen Elements bestehen. Beispiele sind die Fullerene
("Buckyballs") und die Nanotubes aus reinem Kohlenstoff, die jetzt bei den
Materialwissenschaftlern Furore machen. Das Element Phosphor müßte, wenn
alles mit rechten Dingen zugeht, dem Kohlenstoff ähnlicher sein als alle
anderen Mitglieder des Periodensystems. Aber obwohl man im Computer schon
eine ganze Reihe "Nur-Phosphor-Moleküle" simuliert hat, sieht die
Wirklichkeit eher trist aus: Neutrale Moleküle, die mehr als vier
Phosphoratome enthalten, machen sich ausgesprochen rar. Den Chemiker Helmut
Schwarz und seine Kollegen hat das nicht ruhen lassen: Ihnen gelang nun der
Nachweis winzigster Mengen einer aus sechs Phosphoratomen bestehenden
Verbindung, wie in der jüngsten Ausgabe der von der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) herausgegebenen Zeitschrift "Angewandte Chemie" berichtet wird.
Die Meßmethoden, mit denen die Forscher ihrer flüchtigen Verbindung auf die
Spur gekommen sind, sind ähnlich diffizil wie die der Analytiker, die
winzigste Mengen von Pestiziden zum Beispiel in Wasserproben nachweisen
müssen. Tatsächlich griffen Schröder, Schwarz und Jutzi zu einem Gerät, das
auch zur Spurenanalyse herangezogen wird: Zu einem Massenspektrometer. In
dieser Maschine werden Moleküle im Flug elektrisch aufgeladen, von einem
Magnetfeld abgelenkt und an der resultierenden Krümmung ihrer Flugbahn
erkannt.
Im Falle des neuen Phosphorteilchens reichte dies jedoch nicht: Zwar gelang
es, spezielle Vorläufermoleküle elektrisch aufzuladen und dazu zu bringen,
in ein Bruchstück aus sechs Phosphoratomen und andere, unwichtige Teilchen
zu zerfallen. Die Phosphormoleküle bekamen bei diesem Prozeß jedoch keine
Ladung mit und flogen geradeaus weiter, statt sich auf die für den Nachweis
wichtige Kreisbahn zwingen zu lassen. Ihre Identifizierung gelang den
Chemikern erst durch Untersuchung der Bruchstücke, in die die flüchtigen
Teilchen nach einem Hochenergiestoß nun ihrerseits zerplatzten.
Wie die bekannteste Verbindung des verwandten Elements Kohlenstoff, das
sechs Atome dieses Elements enthält - Benzol -, sieht die neue Verbindung
wahrscheinlich nicht aus; die Forscher rechnen eher mit einem käfigartigen
Molekül. Ob dies der Einstieg in eine ähnlich reichhaltige Chemie wie bei
den Fullerenen ist, ist schwer zu sagen - vermutlich wandelt sich der
Phosphorkäfig zu schnell in andere Verbindungen um. Aber: Auch die
rätselhaften Fullerene wurden erstmals in einem Massenspektrometer
nachgewiesen. Die Herstellung größerer Mengen gelang erst viel später.
Kontakt:
Prof. Dr. H. Schwarz,
Dr. D. Schröder
Institut für Organische Chemie
der Technischen Universität
Straße des 17. Juni 135
D-10623 Berlin
Germany
Fax: (+49) 30-314-21102
E-mail: schw0531@www.chem.tu-berlin.de
df@www.chem.tu-berlin.de
Prof. Dr. P. Jutzi
Fakultät für Chemie der Universität
Universitätsstr. 25
D-33615 Bielefeld
Germany
Fax: (+49) 521-1066026
Dr. M. Reiher
Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Universität
Erlangen-Nürnberg
Egerlandstr. 3
D-91058 Erlangen
Quelle: Angewandte Chemie 1999, 111 (23), 3723 - 3726
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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