Präparative, röntgenographische und schwingungsspektroskopische Untersuchungen an Iodaten zweiwertiger Übergangsmetalle : DRIFT-Experimente

Abstract

Ziel dieser Dissertation, aus dem Bereich der anorganischen Festkorperchemie, war die Präparation sowie die rontgenographische und schwingungsspektroskopische Charakterisierung der Hydratiodate von Cobalt, Nickel und Zink mit folgenden chemischen Zusammensetzungen: Ni(IO 3 ) 2 ⋅10H 2 O; M (IO 3 ) 2 ⋅4H 2 O mit M =Co, Ni; M (IO 3 ) 2 ⋅2H 2 O mit M = Co, Ni, Zn, 3Co(IO 3 ) 2 ⋅2H 2 O; Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O und M (IO 3 ) 2 mit M =Co, Ni, Zn. Die Verbindungen Ni(IO 3 ) 2 ⋅10H 2 O, Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O und 2Co(IO 3 ) 2 ⋅3H 2 O konnten erstmalig in phasenreiner Form hergestellt werden. Ferner enthält die Arbeit die Strukturbestimmung von Zn(IO 3 ) 2 ⋅2H 2 O, aus einem einkristallinen Datensatz, sowie die Verfeinerung von Pulverdaten von Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O und β- Ni(IO 3 ) 2 . Die Strukturverhältnisse der Übergangsmetalliodate stellen einen Schwerpunkt dieser Arbeit dar und wird eingehend diskutiert. Für nahezu alle aufgeführten Hydratiodatverbindungen konnten aus den Infrarot-Spektren die intra- und intermolekularen Wasserstoff-Bindungsabstände berechnet werden. Die Verbindung der Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O zeigt dabei ungewohnlich starke Wasserstoffbrückenbindungen. Der Einfluß des festen Zustandes auf die Schwingungsspektren von Halogenaten, die ungestorte C 3v -Symmetrie aufweisen, wird diskutiert. Weiterhin werden Experimente mit einer diffusen Infrarot-Reflexionseinheit (DRIFT) beschrieben. Die DRIFT-Spektroskopie hat sich gegenüber der Transmissions-Infrarot-Spektroskopie als eine vorteilhafte Alternative erwiesen. Im Rahmen dieser Untersuchungen konnte eine Reihe von neuen Einbettungsmaterialien vorgestellt werden.

The aim of this doctoral thesis, which was made in the inorganic solid state chemistry, was the preparation and characterization by x-ray diffraction and vibrational spectroscopy of some hydrate iodates of cobalt, nickel and zinc with following compositions: Ni(IO 3 ) 2 ⋅10H 2 O; M (IO 3 ) 2 ⋅4H 2 O with M =Co, Ni; M (IO 3 ) 2 ⋅2H 2 O with M = Co, Ni, Zn; 3 Co(IO 3 ) 2 ⋅2H 2 O; Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O and M (IO 3 ) 2 with M =Co, Ni, Zn. The structures of three novel hydrate iodates with the compositions Ni(IO 3 ) 2 ⋅10H 2 O, Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O and 2Co(IO 3 ) 2 ⋅3H 2 O was examined. In addition the structure of Zn(IO 3 ) 2 ⋅2H 2 O was solved by using single crystal data and the refinement of the structure of Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O and β- Ni(IO 3 ) 2 by using powder data was presented. The structural relationship of some transition metal iodates were intensively discussed. For most of them the distances of the intra- and intermolecular hydrogen bonds were calculated. The results showed the exceptionally strong hydrogen bonds in Co(IO 3 ) 2 ⋅H 2 O. The influence of the solid state is discussed on vibrational spectra of halogenates with undisturbed C 3v symmetry. Furthermore experiments with a diffusive infrared-reflection unity (DRIFT) were presented. The DRIFT spectroscopy is an interesting alternative for vibrational spectroscopic measurements. The advantages of these technique compared with common transmission infrared spectroscopy were explained. As a result of the experiments some new embedding materials were introduced.