Moleküle mit Dnh-Symmetrie

Inhalt  Zum Inhaltsverzeichnis   Teil von  Zurück zum Haupttext

Die Symmetrien Dnh sind überaus häufig und ästhetisch sehr ansprechend. Wir betrachten der Reihe nach einige typische Situationen.

Die Punktgruppe D2h
Die D2h-Symmetrie nimmt eine Sonderstellung ein, weil sich hier die Hauptachse nicht durch eine Zähligkeit > 2 von den Nebenachsen unterscheidet. Zu den wichtigen Beispielen gehören z.B. das Ethen und das Oxalat-Ion. Unter den kondensierten Aromaten haben etliche D2h-Symmetrie. Dazu gehören die besonders wichtigen, nämlich Naphthalin C10H8 (Abb. links, Molekül links) und Anthracen C14H10 (Abb. links, Molekül rechts), während das zum Anthracen isomere und stabilere Phenanthren (Abb. rechts) eine geringere Symmetrie besitzt.

Naphth./Anthracen

Sternmoleküle
Sternmoleküle haben um ein Zentralatom herum einbindige, also radial orientierte Gruppen. Die wichtigsten Beispiele sind Bortrifluorid BF3 und Xenontetrafluorid XeF4, das Carbonat-Ion CO32- und das Nitrat-Ion NO3-. Zu diesem Typ gehören auch die quadratisch-planaren d8-Komplexe ML4, wo L ein Halogen oder der Cyano-Ligand ist, wie z.B. [Ni(CN)4]2-, [PtCl4]2- und [AuCl4]-.

Bipyramidale Moleküle
Das Urbeispiel bipyramidaler Moleküle ist das Phosphorpentafluorid PF5. Hierher gehören auch das Iodheptafluorid IF7 und das Pentacarbonyleisen Fe(CO)5 (honiggelbe Flüssigkeit, Sdp. 102 °C, chemisch robust, billig, auch bemerkenswert als leichtflüchtige Eisen-Verbindung). Nahe verwandt ist der Strukturtyp solcher Spezies, die auf beiden Seiten einer Spiegelebene das gleiche Fragment von Cnv-Symmetrie besitzen. Viele Metall-Ionen bilden Komplexe des Typs [X3M(µ-X)3MX3] wie z.B. [Cr2Cl9]3- mit zwei flächenverknüpften Oktaedern. In der Chemie der Metallcarbonyle bietet das Fe2(CO)9 eine verblüffend ähnliche Struktur.

Bipyramiden

Polygonale Moleküle
Eine fundamental wichtige Klasse sind die Hückel-Kohlenwasserstoff-Spezies C3H3+, C4H42-, C5H5-, C6H6, C7H7+ und C8H82-. Diese polygonalen Spezies haben eine Dnh-Symmetrie. Sie sind vergleichsweise ungewöhnlich stabil, was mit dem Vorliegen einer "magischen" Anzahl von 2, 6 oder 10 π-Elektronen zusammenhängt. Unter diesen Spezies befindet sich das Urbild einer aromatischen Verbindung, das Benzol C6H6. [Anmerkung: Die Chemie der Cyclopropenium-Ionen und der Cyclobutadien-Anionen ist an sehr einschränkende Bedingungen gebunden, auf die wir in diesem Rahmen nicht eingehen.]

Hückel-Spezies

Sandwich-Moleküle
Dnh-Symmetrie haben auch das Ferrocen Fe(C5H5)2 (orangefarbene Kristalle, Schmp. 173 °C thermische Zersetzung > 500 °C, entdeckt 1951/52), das analoge Bis(benzol)chrom Cr(C6H6)2 (grünschwarze Kristalle, sehr luftempfindlich, ein Komplex des Chrom(0)) und das Uranocen U(C8H8)2 (grüne Kristalle, ein Komplex des Uran(IV) mit mehr ionischer Bindung). Der Nobel-Preis für Ernst Otto Fischer und Geoffrey Wilkinson im Jahr 1973 würdigte die sensationelle Entdeckung der beiden erstgenannten Komplexe und die daraus erwachsene metallorganische Komplexchemie.

Sandwich

nach oben
E-Mail  smx-projekt@ac.rwth-aachen.de