Professor Hans-Jörg Deiseroth zum 60. Geburtstag gewidmet
Stichwörter:Clusterverbindungen · Endohedrale Verbindungen · Fullerene · Polyeder · Zintl-Anionen Lösliche Hauptgruppenelement-Deltaeder Nach den Wadeschen Regeln sind geschlossene Dreieckspolyeder (Deltaeder) mit n Ecken immer dann besonders stabil, wenn 2n + 2 Valenzelektronen für die Gerüstbindun-gen zur Verfügung stehen.[1] Ligandfreie, homoatomare Hauptgruppenelement-Polyeder lassen sich danach besonders einfach beschreiben, wenn man -ausgehend von den entsprechenden Boranen -annimmt, dass anstelle der B-HEinheit an jedem Eckenatom ein freies Elektronenpaar lokalisiert ist. Entspricht N der Gruppennummer, so trägt jedes dieser Atome noch N-2 Elektronen zu den Gerüstbin-dungen des Polyeders bei. Die Ladung q des Clusters fungiert dabei als Variable, welche die Elektronenzahl des neutralen Clusters an die optimale Elektronenzahl anpasst. Damit ergibt sich die Zahl der Elektronen, die durch die Atome zu den Gerüstbindungen beigesteuert werden, zu n(NÀ2)Àq. Nach den Wadeschen Regeln sind closo-, nido-, arachno-und hypho-Cluster mit n Ecken und 2n + m Elektronen für m = 2, 4, 6 bzw. 8 besonders stabil, und mit 2n + m = n(NÀ2)Àq ergibt sich die Ladung des Clusters zu q = À(n(N-4) + m).Daraus folgt unmittelbar, dass für N = 4 (Elemente der Gruppe 14, Tetrele) q unabhängig von n, d. h. unabhängig von der Clustergröße ist (Abbildung 1), während die Cluster der Elemente der Gruppen 13 und 15 zunehmend negativ bzw. positiv geladen sind.[ q+ (E = Eckenatom). Einige Beispiele strukturell charakterisierter Cluster mit Elementen der Gruppen 13, 14 und 15 sind eingetragen. * Abweichung von der nach den Wadeschen Regeln erwarteten Struktur. ** 2n-Elektronencluster mit closo-Struktur.