Zintlovi ioni - intermetalni klasteri elemenata 14. i 15. skupine

undergraduate thesis

• Author: Filip Miočić
• Mentor: Marina Cindrić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Chemistry); Zagreb
• Defense date and country: 2023-07-14, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Chemistry

Abstract

Zintlovi ioni 14. i 15. skupine elemenata sintetski su dostupna skupina spojeva koji su se na temelju posebnih fizikalnih i kemijskih svojstava pokazali primjenjivima u različitim granama kemije, ali i u svakodnevnom životu. Prva reakcija kojom je priređen Zintlov ion bilo je otapanje elementarnog natrija i olova u tekućem amonijaku krajem 19. stoljeća. Elektrolizom nastale otopine na anodi je istaložilo olovo, što je impliciralo da je u otopini olovo bilo prisutno u obliku anionske vrste. Na temelju kasnije provedenih eksperimenata u svrhu određivanja sastava produkta u otopini potvrđeno je postojanje anionskog klastera olova. Slični eksperimenti uspješno su provedeni s ostalim elementima 14. i 15. skupine, a njihov je rezultat upućivao na to da atomi tih elemenata također stvaraju anionske vrste. To je saznanje kemičarima u prvoj polovici 20. stoljeća predstavljalo ozbiljan izazov jer je trebalo objasniti činjenicu da atomi metala mogu stvarati ionske vrste s negativnim nabojem. U tu su se svrhu počeli razvijati teorijski modeli koji mogu objasniti odnos između načina kemijskog povezivanja atoma u klasteru i njegove geometrije. Među njima se ističu Wade-Mingosova pravila izvorno postavljena za borane, a kasnije primijenjena u određivanju kaveznog tipa klastera elemenata 14. i 15. skupine na temelju broja valentnih elektrona u tim strukturama. Geometrijski oblik ovih vrsta može se povezati s Platonskim tijelima (tetraedar, kocka, oktaedar, ikozaedar, dodekaedar) – geometrijskim tijelima koja su od antičkog doba smatrana gradivnim elementima svemira. Istovremeno s razvojem teorijskih modela razvijali su se i načini izolacije ovih iona, među kojima se ističe metoda otapanja alkalijskog metala i odgovarajućeg elementa u tekućem amonijaku ili etilendiaminu uz primjenu enkapsulirajućih liganada (kriptandi i kruna-eteri) za izdvajanje alkalijskog kationa i kristalizaciju soli koja sadrži anionski klaster. Iz jednostavnih monoatomskih klastera mogu se prirediti mnogi derivati reakcijama oksidativnog spajanja monomernih klastera, funkcionalizacijom različitim organometalnim fragmentima i stvaranjem veza s metalima d-bloka uz nastanak intermetalnih vrsta. Unatoč njihovoj širokoj primjenjivosti, mnogi aspekti njihove složene kemije ostaju nerazjašnjeni, stoga se i dalje razvijaju teorijski modeli i novi sintetski postupci u svrhu što boljeg iskorištenja njihovog potencijala u sintezi novih materijala, katalizi biokemijskih reakcija i primjeni u svakodnevnom životu.

• Keywords: Zintlovi ioni
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:234893
• Study programme: Title: Undergraduate university studies in chemistry; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) kemije (sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) kemije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2023-09-08 11:33:08