Umsetzung von Kaliumamalgamen mit Oxiden sowie Beiträge zur Festkörperchemie binärer und ternärer Pniktide aus Metallen der ersten und zweiten Gruppe

Abstract

Zur Aufklärung des Phasensystems Kalium/Quecksilber/Sauerstoff wurden ausgewählte Zusammensetzungen auf den quasibinären Schnitten K 2 O-HgO und K 2 O-„Hg 2 O“ bei unterschiedlichen Temperaturen umgesetzt. Thermodynamisch kontrollierte Reaktionen führten stets zur einzigen ternären Verbindung K 2 HgO 2 , niedrigere Umsetzungstemperaturen zu Zwischenprodukten, deren Bildung von den Edukten, der Reaktionsdauer und dem Temperaturverlauf abhängig ist. Zudem wurde die Kristallstruktur des Trialkalimetallpniktids K 3 Bi auch durch Hochtemperaturmessungen in dem neuen Strukturmodell in P6 3 cm bestätigt. Cs 3 As konnte synthetisiert und durch Einkristallstrukturanalyse als isotype Verbindung zum K 3 Bi charakterisiert werden. Bandstrukturrechnungen zeigen eine sehr kleine Bandlücke dieser stark feuchtigkeitsempfindlichen Verbindungen. Für K 3 Bi, Cs 3 As und Na 3 Bi konnte eine kubische Hochtemperaturmodifikation nachgewiesen werden. Ausgehend von den Trialkalimetallpniktiden (A 3 B-Phasen) wurden Versuche unternommen, die Alkalimetalle partiell durch Erdalkalimetalle zu substituieren (AEB-Phasen). Durch Kombination bekannter Arbeiten mit eigenen Ergebnissen (Einkristallstrukturanalyse von KCaBi und NaBaBi) konnte ein Modell zur Strukturvorhersage dieser Verbindungsklasse entwickelt werden.

Several reactions on the quasi-binary lines K 2 O - HgO and K 2 O - "Hg 2 O" of the system potassium/mercury/oxygen were carried out at different temperatures. The thermodynamically controlled reactions led always to the only known ternary compound K 2 HgO 2 . The results of lower temperature reactions were intermediate products, depending on the used educts, the reaction time and the temperature gradient. Moreover the crystal structure measurements of the trialkalipnictide K 3 Bi, at room and higher temperature, confirmed the crystal structure in the new structure model P6 3 cm . Cs 3 As, which is isotypicle to K 3 Bi, was also synthesized and characterized by single crystal structure determination. The band structure calculation show a very small band - gap for these highly air sensitive compounds. For K 3 Bi, Cs 3 As and Na 3 Bi a cubic high temperature modification could be proven. Based on the trialkalipnictids (A 3 B-compounds) the exchange of two alkali metals by an alkaline-earth metal led to the group of AEB-coumpounds. Single crystals of KCaBi and NaBaBi were synthesized and characterized. By combination of known compositions and experimental results a model for structure forecasts was developed.