Eckenverknüpfung von drei (BO4)‐Tetraedern in einem Borosulfat: Synthese, Kristallstruktur und quantenchemische Untersuchung von Sr[B3O(SO4)4(SO4H)]

• Published in: Angewandte Chemie Vol. 133; no. 36; pp. 19892 - 19896
• Main Authors: Pasqualini, Leonard C., Huppertz, Hubert, Je, Minyeong, Choi, Heechae, Bruns, Jörn
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim Wiley Subscription Services, Inc 01.09.2021
• Subjects: Borosulfate; Chemistry; Dichtefunktionaltheorie; Ladungsdichteberechnung; Solvothermalsynthese; Zustandsdichte
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.202106337

Borosulfate werden als Silicat‐analoge Materialien klassifiziert. Trotz der begrenzten Zahl kristallographisch charakterisierter Verbindungen ist deren strukturelle Vielfalt bereits jetzt beeindruckend. Die anionischen Substrukturen der Borosulfate weisen eckenverknüpfte (BO4)‐ und (SO4)‐Tetraeder auf, während Verbrückungen zwischen zwei (SO4)‐ oder auch zwischen zwei (BO4)‐Tetraedern selten sind. Mit Sr[B3O(SO4)4(SO4H)] wird nun über das erste Borsulfat berichtet, in welchem gleich drei (BO4)‐Tetraedern mittels einer Eckenverknüpfung über ein gemeinsames Sauerstoffatom verknüpft sind. DFT‐Rechnungen ergänzen die experimentellen Untersuchungen. Bader‐Ladungen (berechnet für alle Atome), sowie Ladungsdichteberechnungen geben Hinweise auf die Elektronenverteilung innerhalb der anionischen Substruktur. Zustandsdichte‐Rechnungen unterstützen die Interpretation der Bindungssituation. Sr[B3O(SO4)4(SO4H)] wurde unter drastischen Bedingungen in einem speziell entwickelten Syntheseaufbau erhalten. Im Gegensatz zu Silicaten und ihren Substitutionsvarianten wie Alumosilicaten zeigt die anionische Substruktur von Sr[B3O(SO4)4(SO4H)] eine Eckenverknüpfung von drei (BO4)‐Tetraedern über ein gemeinsames Sauerstoffatom. DFT‐Rechnungen helfen, diese spezielle Bindungssituation besser zu verstehen.