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    Synthese, Kristallstruktur und Bindungseigenschaften von Fulleriden und Fullerensolvaten
    (2002) Brumm, Holger; Jansen, Martin (Prof. Dr.)
    Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Synthese und Charakterisierung von Fulleriden mit solvatisierten zweiwertigen Erdalkali- bzw. Seltenerdmetallen und polymeren C70-Dianionen bzw. C70-Trianionen. Die Verbindungen [Ba(NH3)9]C70·7NH3, [Sr(NH3)8]C70·3NH3 und [Sr(NH3)8]3(C70)2·nNH3 (n = 20-22) wurden mit Röntgeneinkristallstrukturanalysen, Raman-Spektroskopie und quantenchemische Untersuchungen charakterisiert. Wie die Ramanspektern der verwandten Verbindungen mit Ca, Eu und Yb zeigen, beinhalten diese ebenfalls linear polymere Fulleridanionen. Die Synthese dieser Verbindungen erfolgte durch Reduktion von C70 mit Lösungen der entsprechenden Metalle in flüssigem Ammoniak bei Raumtemperatur. Die Bindungseigenschaften im neutralen C70, monomeren bzw. polymeren C70-Dianion und polymeren C70-Trianion werden auf Basis von experimentellen und theoretischen Strukturdaten (Bindungslängen, Winkelsummen), Ladungsverteilungen und Elektronenlokalisierungsfunktionen (ELF) diskutiert. Im Falle der polymeren C70-Dianionen führt die Reduktion und Polymerisation des C70-Moleküls zu sehr starken lokalen Verzerrungen im Bereich der Verknüpfungsstellen an den Kappen. Die Sechsecke in der Äquatorebene mit aromatischen Charakter hingegen bleiben nahezu unbeeinflußt, was als Triebkraft der Polymerisation aufgefaßt werden kann. Weiterhin wurden Fulleride mit ausgeordneten C60-Dianionen ([M(NH3)6]C60·6NH3 (M = Zn, Co)) über Ionenaustausch in flüssigem Ammoniak dargestellt. Die sehr genaue Einkristallstrukturbestimmungen dieser Verbindungen sowie quantenchemische Untersuchungen zeigen, daß der für das C60-Dianion postulierte Jahn-Teller-Effekt sich nicht in einer asphärischen Verzerrung des Käfigs, sondern durch eine anisotropie in der Bindungsalternanz äußert. Abschließen wurden die Kokristallisate von C60 mit CHCl3 bzw. CHBr3 mit hochauflösender Pulverdiffraktometrie sowie tight-binding Bandstrukturrechnungen charakterisiert.