Endbericht deutsch

In den letzten 40 Jahren wurde die Chemie der Elemente der 14. Gruppe, welche wegen ihrer vier Valenzelektronen bevorzugt vierwertig vorliegen, um Verbindungen mit zweiwertigem Bindungsverhalten, den sogenannten Tetrylenen erweitert. Der hauptsächliche Unterschied zwischen den leichtesten Tetrylenen, den Carbenen, und den schwereren ist im elektronischen Grundzustand zu finden. Die schwereren Elemente zeichnet eine erhöhte Energiedifferenz zwischen den s- und p-Valenzorbitalen aus, was eine Hybridisierung erschwert. Deshalb vermeiden die beiden freien Elektronen eines Carbens die Spinpaarung und besetzen getrennte Orbitale (Triplett-Grundzustand), während die Elektronen der schwereren Elemente im tiefer liegenden s-Orbital lokalisiert sind (einsames Elektronenpaar) und ein p-Orbital somit unbesetzt bleibt. Dieser Unterschied des elektronischen Grundzustands ist verantwortlich für die unterschiedliche chemische Reaktivität der Tetrylene. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen des Projekts lag auf dem Reaktionsverhalten unterschiedlich stabilisierter silylierter Germylene. Umsetzungen von basen-stabilisierten Germylenen mit Alkinen oder Germaniumdichlorid zeigten Insertionen in die Germanium - Siliciumbindung unter Erhalt der Germylenfunktionalität. Durch Entfernung der stabilisierenden Base entstehen freie Germylene, welche abhängig von der Art der Silylsubstituenten unterschiedliche Folgereaktionen eingehen. Ein weitere Schwerpunkt des Projektes lag in der Untersuchung der Wechselwirkung von disilylierten Germylenen und Stannylenen mit Gruppe 11 Metallen. Die basen-stabilisierten Tetrylene wurden mit entsprechenden Gold-, Silber-, oder Kupfercyaniden umgesetzt und zeigten dabei erstaunlich unterschiedliches Reaktionsverhalten welches einerseits abhängig von dem verwendeten Gruppe 11 Metall und andererseits von der Art der Silylsubstituenten ist. Ein weiterer erfolgreicher Projektteil befasste sich mit der Herstellung und Untersuchung von Verbindungen der schweren Gruppe 14 Elemente mit Lanthaniden in den Oxidationstufen +II und +III. Erneut zeigten sich große Reaktionsunterschiede, hervorgerufen durch unterschiedliche Silylsubstituenten.

Endbericht englisch

Over the last some 40 years the chemistry of group 14 elements, which due to their four valence electrons exhibit a strong preference for tetravalency has been supplemented by compounds with a divalent bonding behavior, the so called tetrylenes. The main difference between the lightest tetrylenes, the carbenes, and their heavier congeners concerns the electronic ground state. Due to increasing energy differences of s- and p-orbitals of higher elements, hybridization becomes an increasingly less favorable process. Therefore, the two free electrons of a carbene avoid spin pairing and prefer a triplet ground state, while in the heavier tetrylenes these electrons are both found in the s-orbital (lone pair character) which leaves a vacant p-orbital. Theses difference in ground states cause of course hugely different chemical reactivities. The reactivity behavior of cyclic disilylated germylene and stannylene were investigated. While these are very reactive compounds it was possible to isolate them as base-stabilized adducts. These 'instant-tetrylenes' provide us with the opportunity to study not only the free tetrylenes, but also their coordination chemistry. Furthermore the germylenes were investigated towards their behavior in reactions with alkynes and dichlorogermane. Insertion of them into the germanium silicon bond was observed under preservation of the germylene. The behavior of stannylenes and germylenes as ligands to group 11 metals were investigated. These stabilized tetrylenes were reacted with gold-, silver-, and copper cyanide and an astonishing variety of different reaction paths were observed depending on the used metal but also on the silyl skeleton of the ligands. Further investigations were carried out to the examination of compounds of the heavier group 14 elements with lanthanides in the oxidation state +II and +III. Once again the huge difference between cyclic and acyclic silyl substituents could be observed.