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Chemistry

के संश्लेषण [एस.एन. Published: November 28, 2016 doi: 10.3791/54498
Automatic Translation
1, 1, 1
1Chemistry Department, Institute of Inorganic Chemistry, University of Tübingen

Abstract

अच्छी तरह से विशेषता metalloid टिन समूहों, एक metastable एस.एन. (मैं) एक sterically की मांग ligand की उपस्थिति में halide की disproportionation लगाने से संश्लेषित की संख्या, हाल के वर्षों में वृद्धि हुई है। metastable एस.एन. (आई) halide प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक के माध्यम से "बाह्य अंतरिक्ष की स्थिति" पर संश्लेषित है। इस प्रकार, subhalide, उच्च तापमान पर एक ओवन में संश्लेषित है चारों ओर 1,300 डिग्री सेल्सियस, और हाइड्रोजन halide गैस (जैसे, एचसीएल) के साथ मौलिक टिन की प्रतिक्रिया से कम दबाव पर। Subhalide (जैसे, SnCl) -196 डिग्री सेल्सियस पर टोल्यूनि की तरह, एक निष्क्रिय विलायक की एक मैट्रिक्स के भीतर फंस गया है। -78 डिग्री सेल्सियस के लिए ठोस मैट्रिक्स ताप subhalide की एक metastable समाधान देता है। metastable subhalide समाधान उच्च प्रतिक्रियाशील है लेकिन कई हफ्तों के लिए -78 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित किया जा सकता है। कमरे के तापमान का हल गर्म करने पर एक disproportionation प्रतिक्रिया होती है, मौलिक टिन के लिए अग्रणी और इसीdihalide। सी (साइम 3) 3 तरह भारी ligands लागू करके, मध्यवर्ती metalloid क्लस्टर यौगिकों मौलिक टिन के लिए पूरा disproportionation पहले फंस जा सकता है। इसलिए, एक metastable एस.एन. (आई) ली-सी के साथ सीएल समाधान (साइम 3) 3 की प्रतिक्रिया देता है [एस.एन. 10 (सी (साइम 3) 3) 4] 2 - 1 उच्च उपज। 1 में के रूप में काले क्रिस्टल नमक metathesis, disproportionation, और बड़े समूहों की गिरावट सहित एक जटिल प्रतिक्रिया अनुक्रम के माध्यम से ही बना है। इसके अलावा, 1 एनएमआर या एकल क्रिस्टल एक्स-रे संरचना विश्लेषण जैसे विभिन्न तरीकों से विश्लेषण किया जा सकता है।

Introduction

नैनो के क्षेत्र में हाल ही में हुई प्रगति के कारण, अणुओं और ठोस राज्य के बीच nanoscale आकार सीमा अधिक से अधिक महत्वपूर्ण बन गया है और विभिन्न अनुसंधान प्रयासों 1 का ध्यान केंद्रित है। Nanoscaled यौगिकों के साथ अनुसंधान, विशेष रूप से धातु या semimetals के लिए ब्याज की है के रूप में भारी बदलाव छोटे आणविक प्रजातियों से परिवर्तन के दौरान जगह ले (जैसे, आक्साइड, halides: गैर का आयोजन, जैसे, AlCl 3, AuCl 3, भू 2, आदि) सामान्य फार्मूले एम एन आर एम के metalloid समूहों 2 (n करने के लिए> मीटर; एम = ऐसी आदि अल, Au, एस.एन., के रूप में धातु, आर = इस तरह अनुसूचित जाति के रूप में 6 ligand एच 4 -COOH, एन (साइम 3) 2, आदि), अंतिम थोक मौलिक चरण (धातु के लिए: आयोजन; semimetal: semiconducting, जैसे, मौलिक अल, Au, या जीई) 3।

एक निश्चित आणविक nanoscaled compou के संश्लेषणएन डी इसकी metastable चरित्र के कारण चुनौतीपूर्ण है। कई सिंथेटिक प्रक्रियाओं विभिन्न आकार के metalloid क्लस्टर यौगिकों का एक मिश्रण है, जिसका अर्थ है, एक निश्चित आकार के वितरण 4 के साथ धातु नैनोकणों दे। नतीजतन, nanoscaled सामग्री की एक संरचना-संपत्ति रिश्ते के लिए एक आधार स्थापित करने के लिए, सिंथेटिक प्रक्रियाओं निश्चित nanoscaled आणविक यौगिकों का उपयोग करने के लिए विकसित किया जाना चाहिए। ये निश्चित आणविक यौगिकों (धातुओं 5, 6, 7 के मामले में metalloid समूहों, 8) जटिलता और इस तरह के विघटन और धातुओं 9 के गठन के रूप में deceptively सरल रसायन विज्ञान के मूलभूत सिद्धांतों पर प्रकाश डाला जाएगा।

विभिन्न धातुओं के metalloid समूहों का उपयोग करने के लिए एक सिंथेटिक मार्ग स्थिर व्यापारियों की कमी है कि एस.एन. 15 की तरह 14 क्लस्टरों एक metalloid क्लस्टर, ज्यादातर कम उपज (जैसे, उपधातु समूह में फार्म के लिए कम कर रहे हैं से शुरू होता है 3) 6 (डीआईपीपी = 2,6-आईपीआर 2 सी 6 एच 3) 10, पंजाब 10 (नितंब) 6 (नितंब = एसआई (साइम 3) 3) 11, या जीई 5 (सीएच (3 साइम ) 2) 4 12)। इसके अतिरिक्त, सिक्का धातुओं के metalloid समूहों की संख्या बढ़ रही है जैसे एक फँसाने ligand की मौजूदगी में व्यापारियों की कमी के माध्यम से संश्लेषित कर रहे हैं [एजी 44 (पी-एमबीए) 30] 4 - (पी-एमबीए = पी-mercaptobenzoic एसिड) 13 और Au 102 (पी-एमबीए) 44 14। Reductive dehalogenation लागू करने, Schnöckel एट अल का सिंथेटिक मार्ग के बगल में। इसी तत्व की उच्च प्रतिक्रियाशील metastable monohalides की disproportionation प्रतिक्रिया को लागू करने से metalloid समूह 13 समूहों के लिए एक कृत्रिम मार्ग शुरू की है (जैसे, 3AlCl → 2AL + AlCl 3)।

के संश्लेषणजरूरत monohalides जिससे एक प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक, जहां उच्च तापमान, Alx और GaX की गैस चरण अणुओं में (एक्स = सीएल, बीआर, मैं) संश्लेषित कर रहे हैं और बाद में (जमे हुए सॉल्वैंट्स के एक मैट्रिक्स चित्रा 1 में फंस के माध्यम से किया जाता है ) 15। इस तकनीक को इस प्रकार उपन्यास अभिकर्मकों के लिए पहुँच देता है, (रसायन विज्ञान के उपन्यास क्षेत्रों के लिए रास्ता खोलने जैसे, metastable monohalides से शुरू, जैसे नैनोमीटर रेंज में व्यास के साथ metalloid समूहों [अल 77 (एन (साइम 3) 2) 20] 2 - या [ga 84 (एन (साइम 3) 2) 20] 4 -) 16, 17 प्राप्त किया जा सकता है।

disproportionation प्रतिक्रिया के माध्यम से सिंथेटिक मार्ग नैनोमीटर रेंज में व्यास के साथ समूहों के लिए अग्रणी है, इस प्रकार सबसे अधिक उत्पादक है। हालांकि, इस सिंथेटिक मार्ग तभी संभव है यदि एक metastable subhalide के हाथ में है कि DISPRO(आम तौर पर अब तक 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे) कम तापमान पर portionates। फिर, समूह 14 के मामले में, monohalides की जरूरत है, subvalent dihalides एमएक्स 2 (एम = जीई, एस.एन., पंजाब) के रूप में भी स्थिर और अच्छी तरह से ऊपर 100 डिग्री सेल्सियस तापमान पर आय से अधिक कर रहे हैं। metastable समूह 14 monohalide समाधान के संश्लेषण के प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक के माध्यम से संभव है। हालांकि, समूह 14 monohalides समूह 13 monohalides है, जो 1,000 डिग्री सेल्सियस पर गैस चरण प्रजाति के रूप में आसानी से उपलब्ध हैं के संबंध में बहुत अधिक तापमान पर प्राप्त कर रहे हैं। इसलिए, SnBr 1,250 डिग्री सेल्सियस 18 पर अधिकतम उपज में प्राप्त की है, जबकि Gebr 19, साथ ही SiCl 2 20, 1600 डिग्री सेल्सियस तक, यहां तक कि उच्च तापमान पर प्राप्त कर रहे हैं। Monohalides एक प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक (चित्रा 1) के माध्यम से "फंस" कर रहे हैं, metastable monohalide समाधान के लिए अग्रणी। इन metastable समाधान से शुरू, हम हाल ही में ओ एक किस्म के संश्लेषण के लिए सक्षम थेएफ जर्मेनियम और टिन, अर्थात् [ली (THF) 2] 3 [जीई 14 (नितंब) 5] (नितंब = एसआई (साइम) 3) 21, एस एन 10 (नितंब) 6 22, और के उपन्यास metalloid समूह 14 क्लस्टर यौगिकों { [ली ([12] मुकुट-4) 2]} 2 [एस.एन. 10 (नितंब) 4] 23। यहाँ, हम एक घर का बना सह संक्षेपण तंत्र के भीतर एक metastable एस.एन. (आई) सीएल समाधान के संश्लेषण के वर्तमान और LiHyp के साथ अपने जेट का वर्णन metalloid क्लस्टर [एस.एन. 10 (नितंब) 4] 2 देने के लिए - 1 उच्च उपज में।

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Protocol

चेतावनी! कृपया उपयोग करने से पहले सभी प्रासंगिक सामग्री सुरक्षा डाटा शीट (MSDS) से परामर्श करें। इन syntheses में प्रयुक्त रसायनों के कई तीव्रता से, विषाक्त pyrophoric, और कैंसर हो। Nanomaterials उनके थोक समकक्ष की तुलना में अतिरिक्त खतरों हो सकता है। जब एक प्रतिक्रिया प्रदर्शन, इंजीनियरिंग नियंत्रण (धूआं डाकू और glovebox) और व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (सुरक्षा चश्मा, दस्ताने, प्रयोगशाला कोट, पैंट पूरी लंबाई, और बंद पैर की अंगुली जूते) के उपयोग सहित सभी उचित सुरक्षा प्रथाओं का उपयोग करें। निम्नलिखित प्रक्रियाओं के भाग मानक एयर मुक्त Schlenk तकनीकों को शामिल करना। सह-संक्षेपण तंत्र लागू एक 20 किलोवाट उच्च आवृत्ति जनरेटर शामिल हैं। एक कार्डियक पेसमेकर के साथ लोगों को कड़ाई से कोई प्रवेश कर सकते हैं। गैसीय एचसीएल उच्च संक्षारक है। एक अच्छी तरह हवादार जगह में या एक धूआं हुड में स्टोर। तरल नाइट्रोजन और सूखी बर्फ बेहद ठंडे पदार्थ हैं; विशेष दस्ताने शीतदंश को रोकने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए।

1. प्रारंभिक काम

  1. ग्रेफाइट रिएक्टर का सेटअप
    1. पांच प्रतिक्रिया कक्षों, एक टर्मिनल की अंगूठी, एक खोखले ग्रेफाइट ट्यूब एक क्वार्ट्ज ग्लास ट्यूब के साथ सबसे ऊपर है, और दो 0.7 मिमी ग्रेफाइट छड़ ले लो। मौलिक टिन (टुकड़े) के साथ सभी पांच प्रतिक्रिया कक्षों, कुल 6 ग्राम में भरें। 30 डिग्री से टर्मिनल रिंग प्रतिक्रिया कक्षों ढेर, उनमें से प्रत्येक मुड़, और ग्रेफाइट छड़ के साथ हो चुकी है तय कर लो। सुनिश्चित करें कि रॉड ढेर से अधिक समय नहीं है।
    2. इतना है कि टर्मिनल की अंगूठी के छेद ग्रेफाइट ट्यूब में छेद के साथ फिट ग्रेफाइट ट्यूब में ढेर डालें। एक दूसरे ग्रेफाइट छड़ के साथ सेटअप को ठीक करें। सुनिश्चित करें कि रॉड ट्यूब के व्यास की तुलना में लंबे समय तक नहीं है। एक पैमाने के साथ पूरे सेटअप वजन और प्रतिक्रिया के दौरान खपत टिन की राशि का निर्धारण करने के लिए मूल्य ध्यान दें।
  2. विलायक मिश्रण तैयार कर रहा है
    नोट: टोल्यूनि सोडियम / benzophenone से अधिक पूर्व सूखे और आसुत जाना चाहिए। Tributylphosphinई-वैक्यूम आसुत उपयोग करने से पहले किया जाना चाहिए।
    1. एक प्रयोगशाला Schlenk-लाइन के लिए एक बेजान पानी निकलने की टोंटी के साथ एक 200 मिलीलीटर Schlenk ट्यूब संलग्न। खाली और तीन बार अक्रिय गैस के साथ प्रणाली शुद्ध करना। ज्वाला पहले निकासी चक्र के बाद खाली करा लिया Schlenk ट्यूब गर्मी।
      नोट: या तो सूखी नाइट्रोजन या अक्रिय गैस के रूप में सूखी आर्गन का प्रयोग करें।
    2. टोल्यूनि की 180 मिलीलीटर और tributylphosphine के 20 मिलीलीटर के साथ भरें। मैन्युअल फ्लास्क झटकों से सॉल्वैंट्स मिक्स।
      नोट: Tributylphosphine कागज तौलिये के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। कागज के साथ tributylphosphine की बूंदों मिटा नहीं है।
    3. कम से कम 20 मिनट के लिए सूखी बर्फ के साथ मिश्रण ठंडा और थोड़ा वाष्पन और ठंड कुप्पी झटकों से मिश्रण देगास। वैक्यूम के अंतर्गत वाल्व बंद और कमरे के तापमान को मिश्रण गर्मी करते हैं।
      ध्यान दें: मिश्रण हिंसक लुप्त हो सकती है, लगातार फ्लास्क झटकों से बचा जा सकता है।

2. सह-संघनन उपकरण सेट अप

  1. प्रतिक्रिया
    1. तांबे के अधिष्ठापन का तार अंदर ग्रेफाइट रिएक्टर की जगह और शीर्ष ताम्र पत्र के केंद्रीय छेद, अधिष्ठापन का तार के माध्यम से ऊपर रखा क्वार्ट्ज ट्यूब से गुजरती हैं। एक गैसकेट और एक पेंच अखरोट के साथ गैस की आपूर्ति करने के लिए क्वार्ट्ज ट्यूब को ठीक करें। कुंडल के अंदर रिएक्टर की स्थिति की जाँच करें। सुनिश्चित करें कि रिएक्टर 5 ± 0.5 मिमी से तार से protrudes।
      ध्यान दें: तांबा अधिष्ठापन का तार सह संक्षेपण तंत्र के मध्य भाग है। कुंडल ठंडा पानी से भरा है और एक उच्च आवृत्ति जनरेटर से जुड़ा है। इस प्रकार, ग्रेफाइट ट्यूब उपपादन गर्म हो जाएगा। प्रतिलिपि प्रस्तुत करने की स्थिति प्राप्त करने के लिए, कुंडल के अंदर ग्रेफाइट ट्यूब की स्थिति महत्वपूर्ण है। यह कुंडली के गुहा के केंद्र में 5 ± 0.5 मिमी नीचे से बाहर फैला हुआ साथ स्थित होना चाहिए।
    2. पेंच पागल के साथ कनेक्टर का पानी पिन करने के लिए ठंडा ढाल कनेक्ट करें। एक पेंच के साथ दूसरे पक्ष पर ठंडा ढाल को ठीक करें। टेस्ट सेशन से ठंडा चक्र के पानी में जकड़न30 सेकंड के लिए पानी के नल ening।
      नोट: उच्च वोल्टेज के अंदर के कारण, वहाँ विशेष रूप से शीर्ष ताम्र पत्र पर, बाइपास या बिजली आर्क्स को रोकने के लिए कोई सीधा धातु धातु से संपर्क किया जाना चाहिए। संपर्कों देखते हैं, तो एक छड़ी के साथ ताम्र पत्र की स्थिति बदल जाते हैं। यदि यह संभव नहीं है, सभी घटकों को हटाने और 2.1.1 से पुनः आरंभ।
    3. एक पेंच के साथ तांबा ढाल पर धारक को पाइरोमीटर (तापमान नियंत्रण) के फाइबर ऑप्टिक्स को ठीक करें। SnCl जैसे रसायनों से ऑप्टिकल प्रणाली के प्रदूषण को रोकने के लिए प्रकाशिकी पर धारक में एक क्वार्ट्ज गिलास में डाल दिया।
    4. एक पेंच अखरोट के साथ विलायक वाष्प विसारक को ठीक करें। सुनिश्चित करें कि विसारक तांबा ढाल की गुहा के तहत केंद्रित है बनें। फिर से जाँच करें कि ग्रेफाइट रिएक्टर प्रेरण कुंडली के केंद्र में अब भी है, और वहाँ शीर्ष ताम्र पत्र के लिए कुंडली के कोई संपर्क नहीं है।
    5. Schlenk पोत माउंट, विलायक वाष्पीकरण के लिए, वाल्व, जो वाष्प अलग करने के लिए एक स्टील ट्यूब के माध्यम से जुड़ा हुआ है परफ्यूज़र। Schlenk पोत के लिए तैयार विलायक मिश्रण कुप्पी देते हैं। वाष्पन Schlenk पोत को एक अर्धगोल हीटिंग मेंटल जोड़ें।
    6. एक पेंच अखरोट के साथ तंत्र के लिए लंबे समय तक इस्पात प्रवेशनी कनेक्ट करें। एक छोटे से दौर नीचे कुप्पी के साथ बाहरी पूंछ बंद करें। बड़ा स्टेनलेस स्टील के बर्तन के अंदर एक चुंबकीय हलचल पट्टी (10 सेमी) की जगह, विमान निकला हुआ की गुहा में गैसकेट डाल दिया, और सह-संक्षेपण तंत्र के लिए पोत से कनेक्ट।
  2. गैस की आपूर्ति
    1. एक चार सूत्री एडाप्टर के एक छोटे से स्टील ट्यूब के लिए एक एचसीएल युक्त कांच के बर्तन कनेक्ट और उसके बाद।
      नोट: इतना है कि अंतर दबाव नापने का यंत्र काम कर सकते हैं कांच के बर्तन के अंदर एचसीएल दबाव 1 एटीएम से नीचे होना चाहिए।
    2. एक अंधे निकला हुआ किनारा के साथ चार सूत्री एडाप्टर के पीछे से बाहर निकलें बंद करें। सामने बाहर निकलने के लिए अंतर दबाव नापने का यंत्र कनेक्ट और शीर्ष बाहर निकलने पर एक वाल्व की स्थापना की। चार सूत्री adapte के शीर्ष बाहर निकलने पर वाल्व के लिए एक ठीक-सुई वाल्व कनेक्टआर। फिर, सह संक्षेपण तंत्र के लिए गैस की आपूर्ति हिस्सा कनेक्ट करने के लिए एक लंबे स्टील ट्यूब का उपयोग करें।
      नोट: एक ठीक-सुई वाल्व के बजाय, एक जन प्रवाह नियंत्रक इस्तेमाल किया जा सकता है।
  3. इसके अलावा प्रारंभिक कार्य
    1. वैक्यूम पंप करने के लिए डबल दीवारों स्टील देवर बाल्टी कनेक्ट और कम से कम 30 मिनट के लिए डबल घिरी अंतरिक्ष खाली।
      नोट: यह कदम भी सह-संक्षेपण तंत्र की प्रतिक्रिया भाग के सेटअप के दौरान किया जा सकता है।
    2. 2 मिलीबार, जो 60 मिनट लगते हैं - 10 के अंतिम दबाव के लिए एक रोटरी फलक पंप के साथ पूरे सह संक्षेपण तंत्र खाली।
    3. अंतिम दबाव पहुंचने के बाद तेल प्रसार पंप पहले से गरम। ठंडा पानी चक्र पर स्विच और हीटिंग के दौरान रोटरी फलक पंप के साथ तेल प्रसार पंप खाली।
      नोट: इस समय तंत्र स्थिर वैक्यूम के अंतर्गत रहता है जब तक प्रसार पंप गरम किया जाता है के दौरान। यह कम से कम 45 मिनट लगते हैं।
    4. अप्पा खालीअगली सुबह मिलीबार 6 - पूर्व गर्म प्रसार पंप के साथ रात भर ratus के बारे में 8 x 10 के फाइनल तक पहुंचने के लिए दबाव।

3. सह-संक्षेपण प्रतिक्रिया

  1. प्रतिक्रिया की स्थापना
    1. तरल नाइट्रोजन के 4 एल के साथ प्रसार पंप के शीतलन जाल भरें। पानी के नल खोलने के द्वारा उच्च आवृत्ति जनरेटर का ठंडा पानी चक्र पर स्विच। फिर, उच्च आवृत्ति जनरेटर पर स्विच।
    2. धीरे-धीरे मैन्युअल उच्च आवृत्ति जनरेटर की बिजली उत्पादन में वृद्धि, 0.1 0.5 किलोवाट तक के वृद्धिशील चरणों में से ग्रेफाइट रिएक्टर पूर्व गर्मी जब तक प्रतिक्रिया तापमान लगभग 1,300 डिग्री सेल्सियस है।
      नोट: तापमान ऑप्टिकल पाइरोमीटर के साथ नजर रखी है और अधिक से अधिक 1,300 डिग्री सेल्सियस नहीं होना चाहिए। सामान्य मामलों में, इस प्रक्रिया में लगभग 30 मिनट की जरूरत है, और अंतिम तापमान 3.5 केवी पर हासिल की है। प्रक्रिया के दौरान, स्टेनलेस स्टील के बर्तन भी गर्म हो जाता है। रिएक्टर को ठंडा करने के लिए 1.0 केवी जनरेटर के मूल्य को समायोजित करें। के बारे में 30 एल तरल नाइट्रोजन के साथ स्टील देवर भरें। एक उठाने मंच के साथ देवर लिफ्ट इतना है कि प्रतिक्रिया पोत देवर के भीतर रखा जाता है। स्टील देवर के लिए अधिक तरल नाइट्रोजन जोड़े तरल नाइट्रोजन के अंतिम स्तर तक पहुँचने के लिए।
      नोट: निम्न चरणों में तरल नाइट्रोजन का स्तर हमेशा स्टेनलेस स्टील के बर्तन के ऊपरी सिरे पर होना चाहिए।
  2. प्रतिक्रिया प्रदर्शन
    1. विलायक dropwise लुप्त हो जाना। ताकि सभी विलायक प्रतिक्रिया (4 घंटा) के दौरान प्रयोग किया जाता है ड्रॉप दर को ठीक करें। निम्नतम स्तर पर अर्धगोल हीटिंग विरासत पर स्विच वाष्पीकरण बनाए रखने के लिए।
    2. ठीक सुई और गैस वाल्व बंद करें। एचसीएल पोत खुला। सुनिश्चित करें कि अंतर दबाव नापने का यंत्र में प्रदर्शित वोल्टेज अधिक से अधिक 1600 एम वी है। यदि यह मामला नहीं है, एक evac जोड़ने के द्वारा दबाव नापने का यंत्र के दूसरे कनेक्शन पर कम दबाव लागूदबाव नापने का यंत्र के बाहरी कनेक्शन के लिए पोत uated। नीचे दिखाया गया है शुरू मूल्य लिखें।
    3. 3.5 केवी जनरेटर के मूल्य का समायोजन करके 1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान को अंतिम ग्रेफाइट रिएक्टर गर्मी। गैस वाल्व खोलें। धीरे धीरे 8 एम वी / मिनट की एक स्थिर दर के साथ प्रतिक्रिया गैस (एचसीएल) में जाने के लिए ठीक-सुई वाल्व खुला। दर कम से कम हर 10 मिनट की जाँच करें और नीचे मापा मूल्यों के बारे में।
      नोट: एक निरंतर गैस प्रवाह की दर के नियंत्रण एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य प्रतिक्रिया के लिए बहुत जरूरी है। एक जन प्रवाह नियंत्रक प्रयोग किया जाता है, तो प्रवाह की दर एक कंप्यूटर प्रोग्राम के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है। अन्यथा, नियंत्रण गैस इनलेट दौरान अंतर दबाव नापने का यंत्र के घटते मूल्यों टिप्पण द्वारा किया जा सकता है। दर 7-8 एम वी / मिनट के भीतर होना चाहिए, और जब प्रदर्शित मान 1,600 एम वी है, जो बराबर है एचसीएल का 40 mmol भस्म की कमी हुई है प्रतिक्रिया समाप्त हो गया है।
      नोट: जब प्रतिक्रिया चल रहा है, हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया है, जो नजर रखी जा सकती5 मिलीबार - लगभग 4 x 10 करने के लिए 6 मिलीबार - के बारे में 8 x 10 से तंत्र के अंदर दबाव में वृद्धि से।
    4. लगभग हर 10 मिनट देवर में तरल नाइट्रोजन के 2 एल रखो ताकि तरल नाइट्रोजन का स्तर स्टेनलेस स्टील के बर्तन के ऊपरी सिरे पर हमेशा होता है। इस प्रक्रिया में 4 घंटा लगेगा।
    5. बाद अंतर दबाव नापने का यंत्र का मूल्य 1,600 एम वी की कमी हुई है, गैस वाल्व बंद कर दें। फिर, शेष एचसीएल गैस है कि धीरे धीरे ठीक-सुई वाल्व खोलने के द्वारा गैस की आपूर्ति भाग के भीतर है परिचय। जब तक तंत्र में दबाव की तुलना में 4 x 10 कम हो जाता है रुको - 5 मिलीबार और फिर उच्च आवृत्ति जनरेटर बंद कर और शेष विलायक मिश्रण में जाने के लिए यदि आवश्यक हो।
    6. एक चुंबकीय उत्तेजक पर रखा एक अछूता बाल्टी के लिए तरल नाइट्रोजन से भरे स्टील देवर बदलें। मुख्य वाल्व बंद करके तेल प्रसार पंप डिस्कनेक्ट और चारों ओर एक दबाव को सूखी नाइट्रोजन (5.0) के साथ तंत्र फ्लश1 एटीएम (किसी न किसी बैरोमीटर)। ठीक है, पाउडर सूखी बर्फ की ~ 5 किलो बाल्टी में जोड़ें ताकि स्टेनलेस स्टील के बर्तन चुंबकीय दोषी पर बाहर और स्विच से ठंडा किया जाएगा।
    7. जब तक चुंबकीय उत्तेजक स्वतंत्र रूप से घूमता है रुको। यह इंगित करता है कि प्रतिक्रिया मिश्रण पिघला हुआ है। कम से कम 45 मिनट के लिए समाधान हलचल करते हैं।
      नोट: गर्म करने की प्रक्रिया के दौरान दबाव बढ़ जाती है और अधिक से अधिक 1.2 एटीएम है, जो किसी न किसी बैरोमीटर पर देखा जा सकता है मिल सकता है। overpressure लंबे प्रेस प्रवेशनी पर दौर नीचे कुप्पी में वाल्व के माध्यम से जारी किया जा सकता है।
    8. दोषी बंद कर दें। एक डबल वाल्व Schlenk ट्यूब के लिए प्रेस प्रवेशनी पर दौर नीचे कुप्पी बदलें, जबकि अभी भी नाइट्रोजन के निरंतर प्रवाह के तहत सूखी बर्फ के साथ ठंडा। प्रेस प्रवेशनी की ऊंचाई को ठीक करें ताकि यह स्टेनलेस स्टील के बर्तन के नीचे छू लेती है।
    9. डबल वाल्व Schlenk ट्यूब पर वाल्व खोलने के द्वारा एस.एन. (आई) सीएल मामूली overpressure के साथ समाधान के बाहर धक्का।
      नोट: समाधानn गहरे लाल, काला करने के लिए गहरे भूरे, जब ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए।
  3. समाधान की गुणवत्ता का निर्धारण
    1. halide अनुमापन
      समाधान के 2 मिलीलीटर ले लो और पतला नाइट्रिक एसिड के 20 मिलीलीटर में भंग। 30% एच 2 ओ 2 के 1 मिलीलीटर जोड़ें और 10 मिनट के लिए हलचल। रस कपूर इलेक्ट्रोड के खिलाफ Agno 3 के एक potentiometric अनुमापन प्रदर्शन करना।
      नोट: halide की एकाग्रता होना चाहिए ~ 0.2 एम
    2. ग्रेफाइट ट्यूब ले लो और भस्म टिन की राशि है, जो 4 जी और 4.8 ग्राम के बीच में होना चाहिए निर्धारित करने के लिए यह वजन।
      नोट: सामान्य मामलों में, प्रतिक्रिया व्यक्त की टिन की राशि समाधान के अंदर halide की राशि से कम है, पक्ष प्रतिक्रिया के कारण:
      एस.एन. + 2 एचसीएल → SnCl 2
      नोट: यह प्रतिक्रिया थोड़ी मात्रा में जगह लेता है, लेकिन यह समाधान की गुणवत्ता और disproportionation प्रतिक्रिया की क्षमता टिन क्लस्टर प्रजातियों के लिए फार्म में कमी नहीं होगी। एक टिन: 1 के अनुपात सी: 1.2 सामान्य श्रेणी में है।

4. एस.एन. 10 (नितंब) 4 2 के संश्लेषण -

  1. प्रारंभिक काम
    1. LiHyp • 3 THF के 2 जी (4.4 mmol), साहित्य और 24 एक glovebox में एक Schlenk ट्यूब में एक छोटे चुंबकीय हलचल पट्टी के अनुसार तैयार रखें।
    2. -78 डिग्री सेल्सियस पर एक 2-propanol / सूखी बर्फ ठंडा स्नान तैयार करें। एक cryostat का प्रयोग न करें।
    3. Schlenk पोत ठंडा स्नान के अंदर जगह और एक चुंबकीय दोषी पर दोनों जगह है।
  2. प्रतिक्रिया
    1. LiHyp के 2 जी (4.4 mmol) एक स्टील या Teflon प्रवेशनी के माध्यम से • 3 THF युक्त ठंडा Schlenk पोत के लिए एक 0.2 एम SnCl समाधान के 20 मिलीलीटर जोड़ें। चुंबकीय दोषी पर स्विच। प्रतिक्रिया चलाने और धीरे से 3 घंटा के भीतर कमरे के तापमान पर यह गर्म है। गहरे भूरे रंग के लिए प्रतिक्रिया समाधान परिवर्तन के रंग का निरीक्षण करें।
      नोट: यदि समाधान की एकाग्रता 0.2 एम नहीं है,जोड़ा मात्रा इतनी है कि halide के 4 mmol लागू कर रहे हैं समायोजित (जैसे, एक 0.1 एम समाधान के 40 एमएल)।
  3. काम हुआ प्रक्रिया
    1. दोषी बंद करो और Schlenk ट्यूब के अंदर सभी अघुलनशील वेग व्यवस्थित करने के लिए अनुमति देते हैं। एक और Schlenk बर्तन में काले समाधान छानना।
      ध्यान दें: ज्यादातर मामलों में, निस्तारण की प्रक्रिया के दौरान, यह उपयोगी एक दीपक के साथ वेग जाँच करने के लिए सतह पर तैरनेवाला के पूर्ण परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए है। गैर-घुलनशील वेग LiCl के रूप में नीचे एक ग्रे ठोस पहचाना जा सकता है।
    2. मिश्रण करने के लिए TMEDA (TMEDA = एन, एन, एन ',' एन -tetramethylethylenediamine) के 0.2 मिलीलीटर जोड़ें और यह रातोरात खड़े करने की अनुमति देते हैं। काले, tetrahedral क्रिस्टल समाधान में हो जाना। अलगाव होने पर ली 2 (tmeda) के रूप में प्रोटॉन एनएमआर 4 एस.एन. 10 नितंब 4 23 के माध्यम से क्रिस्टल की पहचान।
      नोट: समय के साथ, मां शराब उत्पाद की अधिक क्रिस्टल पैदा करता है। इसलिए, Mothe के भंडारणकम से कम एक महीने के लिए आर शराब पैदावार बढ़ाने के लिए सिफारिश की है। मां शराब की एकाग्रता भी आगे क्रिस्टलीकरण आरंभ करने के लिए उपयोगी हो सकता है।
    3. एक्स-रे क्रिस्टल संरचना के विश्लेषण के लिए क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए, निम्नलिखित तरीके से क्लस्टर recrystallize: निरपेक्ष THF के 15 एमएल में ली 2 (tmeda) -40 4 एस.एन. 10 नितंब 4 डिग्री सेल्सियस के 150 मिलीग्राम भंग। 12-मुकुट-4 (25 मिलीलीटर टोल्यूनि में 5 ग्राम) मिश्रण करने के 1 मिलीलीटर में जोड़ें। समाधान गहरे हरे रंग की होनी चाहिए और, -30 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किया जाना चाहिए के रूप में क्लस्टर कमरे के तापमान पर THF में स्थिर नहीं है।
    4. एक दिन बाद, ली 2 (12-मुकुट-4) 4 एस.एन. 10 नितंब 4 (140 मिलीग्राम) के बड़े ब्लॉकों प्राप्त करते हैं। संरचनात्मक विश्लेषण (9 चित्रा) एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी 23 उपयोग करने के लिए एकल क्रिस्टल का उपयोग करें।

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Representative Results

प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक के साथ संयोजन में मैट्रिक्स अलगाव तकनीक के सिद्धांत दिखाया गया है (चित्रा 1), और साथ ही सह-संक्षेपण तंत्र (चित्रा 2) और ग्रेफाइट रिएक्टर की स्थापना (चित्रा 3)। 4 आंकड़े और सह-संक्षेपण तंत्र की विधानसभा के 5 शो तस्वीरें। चित्रा 6 में, जन प्रवाह नियंत्रक के साथ गैस आपूर्ति घटकों दिखाए जाते हैं। चित्रा 7 मुख्य तंत्र कुछ ही समय पहले स्टील के बर्तन मुख्य किनारा करने के लिए तय हो गई है सह संघनन उपकरण बंद करने से पता चलता है। Metastable subhalide SnCl 8 चित्रा में दिखाया गया है की disproportionation प्रतिक्रिया को लागू करने से metalloid क्लस्टर यौगिक 1 करने के लिए सिंथेटिक मार्ग के सिद्धांत चित्रा में 9 (क) -। (ग), ली 2 की भंग क्रिस्टल के एनएमआर स्पेक्ट्रा (tmeda) 4 एस.एन. 10 नितंब 4 दिखाए जाते हैं (एक: 1 एच, बी: 13 सी और सी: 29 सी- एनएमआर) और (घ) के रूप में एक्स-रे क्रिस्टेलोग्राफिक विश्लेषण द्वारा निर्धारित 1 की आणविक संरचना को दर्शाता है।

आकृति 1
चित्रा 1 प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक के सिद्धांत वाम:।। एक रिएक्टर के भीतर, एक अणु एक उच्च तापमान पर संश्लेषित है और एक ठंडी सतह (मध्य) पर एक निष्क्रिय विलायक के साथ एक साथ सघन है मैट्रिक्स (दाएं) के गठन। विलायक बड़ी अतिरिक्त में प्रयोग किया जाता है, ताकि एमएक्स अणुओं पूरी तरह से ठोस मैट्रिक्स में अलग हो रहे हैं। विलायक के पिघलने तापमान ऊपर मैट्रिक्स का ताप कम तापमान है कि आगे अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है पर एमएक्स की एक metastable समाधान देता है (एम = अल, गा, सी, जीई, एस.एन., एक्स = सीएल, बीआर, मैं)।"Http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54498/54498fig1large.jpg" लक्ष्य = "_blank"> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2। 3 गैस की आपूर्ति हिस्सा बिना सह संक्षेपण तंत्र के डी मॉडल। तंत्र (ग्रेफाइट रिएक्टर, अधिष्ठापन का तार, तांबे ठंडा ढाल, आदि) के अंदर आंतरिक सेटअप दिखाने के लिए, उपकरण छोड़ दिया पर कटा हुआ है की ओर।

चित्र तीन
चित्रा 3। ग्रेफाइट रिएक्टर। (एक) प्रतिक्रिया कक्षों के ढेर के साथ ग्रेफाइट रिएक्टर के जनरल सेटअप। (ख) एक प्रतिक्रिया कक्ष का उदाहरण है, जो डब्ल्यू भरा जाना चाहिएधातु का उपयोग करने से पहले (वर्तमान मामले, मौलिक टिन में) ith। (ग) फोटो ग्रेफाइट रिएक्टर के लिए आवश्यक टुकड़े की। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4। ग्रेफाइट रिएक्टर मुहिम शुरू की। ग्रेफाइट रिएक्टर अधिष्ठापन का तार अंदर घुड़सवार की फोटो, एक साथ शीर्ष ताम्र पत्र के साथ।

चित्रा 5
चित्रा 5। घुड़सवार प्रतिक्रिया कक्ष। तांबा विधानसभा के दौरान ठंडा ढाल की फोटो, एक साथ विलायक वाष्प विसारक तांबे ठंडा ढाल के नीचे रखा गया है।


चित्रा 6। गैस की आपूर्ति हिस्सा है। इकट्ठे गैस की आपूर्ति घटकों के फोटो। एचसीएल कांच के बर्तन के चित्र के नीचे स्टील प्रवेशनी से जुड़ा हुआ है और नहीं दिखाया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
चित्रा 7। ओपन तंत्र। सह संक्षेपण तंत्र की फोटो विधानसभा कुछ ही समय पहले स्टील के बर्तन के दौरान तय हो गई है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


8 चित्रा। एक metalloid टिन क्लस्टर disproportionation प्रतिक्रिया को लागू करने के गठन। एक metalloid टिन क्लस्टर एक metastable एस.एन. (आई) halide की disproportionation प्रतिक्रिया को लागू करने के संश्लेषण के लिए जनरल योजना। नीचे, छोटे बुनियादी इकाइयों (पीले क्षेत्रों) में मुख्य रूप से गठन किया है, बड़ा metalloid समूहों के बाद गिरावट दिखाया गया है। इस दूसरे चरण जिससे अंतिम उत्पाद के रूप में एक खुली ligand खोल के साथ, पैदावार भी छोटी इकाइयों (नीचे सही) (एक्स = halide, यहाँ सीएल, एल = भारी ligand, यहाँ सी (साइम 3) 3)।

9 चित्रा
9 चित्रा। की विशेषता [ली (tmeda) 2] 2 एस.एन. 10 नितंब 4 [ली (tmeda) 2] 2 एस.एन. 10 नितंब 4 (विलायक: THF-डी 8): के क्रिस्टल के लिए संबंधित एनएमआर स्पेक्ट्रा। (क) 1 एच एनएमआर स्पेक्ट्रा; (ख) 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रा; (ग) 29 सी एनएमआर स्पेक्ट्रा। (घ), की आणविक संरचना [एस.एन. 10 नितंब 4] 1 दिखाया गया है। थर्मल ellipsoids 25% संभावना पर दिखाए जाते हैं, और सीएच 3 समूहों स्पष्टता के लिए पारदर्शी दिखाए जाते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

प्रारंभिक सह संक्षेपण तकनीक (चित्रा 1), 25 को लागू करके, अणुओं पर आधारित उपन्यास सामग्री SnBr तरह प्राप्त कर रहे हैं। तापमान, दबाव, धातु, और प्रतिक्रियाशील गैस में उच्च लचीलापन के कारण, उच्च प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के metastable समाधान की एक बड़ी विविधता संश्लेषित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन और जर्मेनियम का subhalides पहले से ही इस तरह से प्राप्त कर रहे हैं। हालांकि, सही स्थिति पाने के लिए आगे संश्लेषण के लिए एक metastable समाधान प्राप्त करने के लिए तुच्छ नहीं है, और समाधान आमतौर पर बहुत कम तापमान पर नियंत्रित किया जाना चाहिए (जैसे, -78 डिग्री सेल्सियस)। इसके अतिरिक्त, संश्लेषण एक सह संक्षेपण तंत्र है कि एक रासायनिक प्रयोगशाला के लिए मानक उपकरण नहीं है जरूरत है। हालांकि, इस प्राथमिक पहलू को सुलझाने के बाद, उपन्यास सामग्री उपलब्ध है कि किसी भी तरह अप्राप्य या भी गूढ़ अणुओं के metastable समाधान पर आधारित रासायनिक संश्लेषण के नए दरवाजे खुल सकते हैं। फिर भी, इन metastable समाधान थेmetalloid समूह 14 समूहों के संश्लेषण के लिए अब सबसे अच्छा प्रारंभिक यौगिकों, जीई और एस.एन. 6, 7 के लिए विशेष रूप से करने के लिए। इस प्रकार, disproportionation प्रतिक्रिया के आंतरिक जेट (4 एमएक्स → 3M + एमएक्स 4; एम = जीई, एस एन) LiHyp या लिन तरह एक organolithium परिसर के साथ समाधान प्रतिक्रिया द्वारा एक नमक metathesis प्रतिक्रिया के साथ संयुक्त है (साइम 3) 2।

प्रतिक्रिया पथ SnCl तरह एक द्विआधारी halide से शुरू करने और जैसे [एस.एन. 10 नितंब 4] 2 एक metalloid क्लस्टर के साथ समाप्त - 1, के रूप में 8 चित्रा में उदाहरण, बहुत जटिल है और एक सफल संश्लेषण नहीं हो सकता है के लिए सही प्रतिक्रिया की स्थिति पाने के मुमकिन। हालांकि, हालांकि इस तरह के एक जटिल प्रतिक्रिया प्रणाली मौजूद है, LiHyp साथ SnCl की प्रतिक्रिया, के रूप में ऊपर वर्णित है, उपधातु क्लस्टर देता है [एस.एन. 10 नितंब 4] 2 - 1 एक hig के साथ60% की ज उपज। यह व्यवहार metalloid टिन समूहों (8 चित्रा) के मुख्य रूप से गठन मिश्रण का एक दूसरा गिरावट कदम से समझाया जा सकता है। 1 - सौभाग्य से, SnCl और metastable समाधान के SnCl 2 के अनुपात [एस.एन. 10 नितंब 4] 2 के संश्लेषण के दौरान केवल एक छोटी सी भूमिका निभाता है। इसलिए, विभिन्न टिन के साथ अलग अलग समाधान को लागू करने: halide अनुपात, हमने पाया है कि 1 एक टिन के भीतर अच्छी उपज में अलग किया जा सकता है: 1 के अनुपात halide: 1.05 1: 1.35। मजबूत प्रतिक्रिया है, साथ ही पृथक यौगिकों के उच्च उपज, उपधातु क्लस्टर के कारण [एस.एन. 10 नितंब 4] 2 - 1 आगे प्रतिक्रियाओं 26, 27 के लिए एक आदर्श यौगिक है। Metalloid क्लस्टर के उच्च जेट की बड़ी खामी [एस.एन. 10 नितंब 4] 2 - 1 कि यह कमरे temperatur पर समाधान में स्थिर नहीं हैई, ताकि बाद प्रतिक्रियाओं -78 डिग्री सेल्सियस पर प्रदर्शन किया जा रहा है, कुछ अभिकर्मकों सीमित।

1 एकल क्रिस्टल के रूप में अलग है; इस प्रकार, अपनी आणविक संरचना प्रयोगात्मक एकल क्रिस्टल एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। एक परमाणु पैमाने पर nanoscaled metalloid टिन समूहों के संरचनात्मक व्यवहार में यह पहली अंतर्दृष्टि टिन नैनोकणों या सामान्य में समूह 14 नैनोकणों के क्षेत्र में एक संरचना-संपत्ति के संबंध स्थापित करने के लिए एक अच्छा आधार है। हम [एस.एन. 10 नितंब 4] 2 metalloid टिन क्लस्टर के लिए एक सुविधाजनक संश्लेषण का प्रदर्शन किया है - 1 एक metastable एस.एन. (आई) क्लोराइड समाधान के लिए एक सह-संक्षेपण तकनीक के माध्यम से संश्लेषित का उपयोग कर। संश्लेषण disproportionation प्रतिक्रिया है, जो metastable monohalide समाधान का अभिन्न क्षमता है पर लागू होता है।

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Acknowledgments

हम वित्तीय सहायता के लिए ड्यूश Forschungsgemeinschaft (DFG) के आभारी हैं, और हम उपयोगी विचार विमर्श के लिए डॉ डैनियल वर्नर धन्यवाद।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Tin, 99.999% ABCR AB122397
Hydrogen chloride N28, 99.8% Air Liquide P0820S10R0A001 Toxic
Toluene anhydrous, 99.8% Sigma Aldrich 244511
Tri-n-butylphosphine, >93.5% Sigma Aldrich 90827 Toxic
TMEDA, >99.5% Sigma Aldrich 411019
12-crown-4 Sigma Aldrich 194905 Toxic
THF anhydrous, >99.9% Sigma Aldrich 401757
Sodium, 99.95% Sigma Aldrich 262715
Benzophenone, >99% Sigma Aldrich 427551
Differential pressure manometer MKS MKS Baratron 223B
Mass flow controller  Bronckhorst  Low Δp flow mass flow controller
High frequency generator Trumpf Hüttinger TruHeat MF 5020
NMR spectrometer Bruker Bruker DRX-250
Glovebox GS Systemtechnik
Argon 5.0 Westfalen
Nitrogen 4.8 Westfalen
Graphite SGL
Quartz glass tube Gebr. Rettberg GmbH
Steel transferring cannula Rohre Ketterer
Balance Kern Kern PFB200-3
Oil diffusion pump Balzers Balzers Diff900
Rotary vane pump Balzers Balzers QK100L4D
Pyrometer Sensotherm 6285
Schlenk tubes with glassy stopcocks Gebr. Rettberg GmbH J.-Young-type valve with glassy stopcock

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References

  1. Goesmann, H., Feldmann, C. Nanoparticulate Functional Materials. Angew. Chem. Int. Ed. 49, 1362-1395 (2010).
  2. Purath, A., Köppe, R., Schnöckel, H. [Al7{N(SiMe3)2}6]-: A first step towards aluminum metal formation by disproportionation. Angew. Chem. Int. Ed. 38, 2926-2927 (1999).
  3. Schnöckel, H. Metalloid Al- and Ga-clusters: a novel dimension in organometallic chemistry linking the molecular and the solid-state areas? Dalton Trans. , 3131-3136 (2005).
  4. Hu, K. -J., Plant, S. R., Ellis, P. R., Brown, C. M., Bishop, P. T., Palmer, R. E. Atomic Resolution Observation of a Size-Dependent Change in the Ripening Modes of Mass-Selected Au Nanoclusters Involved in CO Oxidation. J. Am. Chem. Soc. 137 (48), 15161-15168 (2015).
  5. Schnöckel, H. Structures and Properties of Metalloid Al and Ga Clusters Open Our Eyes to the Diversity and Complexity of Fundamental Chemical and Physical Processes during Formation and Dissolution of Metals. Chem. Rev. 110, 4125-4163 (2010).
  6. Schnepf, A. Metalloid Cluster Compounds of Germanium: Novel Structural Motives on the Way to Elemental Germanium! New J. Chem. 34, 2079 (2010).
  7. Schrenk, C., Schnepf, A. Metalloid Sn clusters: properties and the novel synthesis via a disproportionation reaction of a monohalide. Rev. Inorg. Chem. 34, 93-118 (2014).
  8. Jin, R. Atomically precise metal nanoclusters: stable sizes and optical properties. Nanoscale. 7, 1549-1565 (2015).
  9. Schnepf, A. Metalloid. Clusters in Structure and Bonding - Clusters - Contemporary Insight in Structure and Bonding. Dehnen, S. , accepted (2016).
  10. Brynda, M., Herber, R., Hitchcock, P. B., Lappert, M. F., Nowik, I., Power, P. P., Protchenko, A. V., Ruzicka, A., Steiner, J. Higher-Nuclearity Group 14 Metalloid Clusters: [Sn9{Sn(NRR')}6]. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 4333-4337 (2006).
  11. Klinkhammer, K. W., Xiong, Y., Yao, S. Molecular lead clusters - from unexpected discovery to rational synthesis. Angew. Chem. Int. Ed. 43, 6202-6204 (2004).
  12. Richards, A. F., Brynda, M., Olmstead, M. M., Power, P. P. Characterization of Ge5R4(R = CH(SiMe3)2, C6H3-2,6-Mes2): Germanium Clusters of a New Structural Type with Singlet Biradical. Organometallics. 23, 2841-2844 (2004).
  13. Desireddy, A., et al. Ultrastable silver nanoparticles. Nature. 501, 399-402 (2013).
  14. Jadzinsky, P. D., Calero, G., Ackerson, C. J., Bushnell, D. A., Kornberg, R. D. Structure of a Thiol Monolayer-Protected Gold Nanoparticle at 1.1 Å Resolution. Science. , 430-433 (2007).
  15. Schnepf, A., Schnöckel, H. Metalloid aluminum and gallium clusters: Element modifications on the molecular scale? Angew. Chem., Int. Ed. 41, 3532-3554 (2002).
  16. Ecker, A., Weckert, E., Schnöckel, H. Synthesis and structural characterization of an Al77 cluster. Nature. 387, 379-381 (1997).
  17. Schnepf, A., Schnöckel, H. Synthesis and structure of a Ga84R204- cluster-a link between metalloid clusters and fullerenes? Angew. Chem. Int. Ed. 40, 712-715 (2001).
  18. Schrenk, C., Köppe, R., Schellenberg, I., Pöttgen, R., Schnepf, A. Synthesis of tin(I)bromide. A novel binary halide for synthetic chemistry. Z. Anorg. Allg. Chem. 635, 1541-1548 (2009).
  19. Schnepf, A., Köppe, R. Synthese von Germanium(I)bromid. Ein erster Schritt zu neuen Clusterverbindungen des Germaniums? Z. Anorg. Allg. Chem. 628, 2914-2918 (2002).
  20. Uhlemann, F., Köppe, R., Schnepf, A. Synthesis of metastable Si(II)X2solutions (X = F, Cl). A Novel Binary Halide for Synthesis. Z. Anorg. Allg. Chem. 640, 1658-1664 (2014).
  21. Schenk, C., et al. The Formal Combination of Three Singlet Biradicaloid Entities to a Singlet Hexaradicaloid Metalloid Ge14[Si(SiMe3)3]5Li3(THF)6Cluster. J. Am. Chem. Soc. 133, 2518-2524 (2011).
  22. Schrenk, C., Schellenberg, I., Pöttgen, R., Schnepf, A. The formation of a metalloid Sn10[Si(SiMe3)3]6cluster compound and its relation to the α↔β tin phase transition. Dalton Trans. 39, 1872-1876 (2010).
  23. Schrenk, C., Winter, F., Pöttgen, R., Schnepf, A. {Sn10[Si(SiMe3)3]4}2- : A high reactive metalloid tin cluster with an open ligand shell for further applications. Chem. Eur. J. 21, 2992-2997 (2015).
  24. Gutekunst, G., Brook, A. G. Tris(trimethylsilyl)silyllithium.3 THF: a stable crystalline silyllithium reagent. J. Organomet. Chem. 225, 1-3 (1982).
  25. Timms, P. L. Techniques of Preparative Cryochemistry. Cryochemistry. , Wiley. New York. 61-136 (1976).
  26. Schrenk, C., Gerke, B., Pöttgen, R., Clayborne, A., Schnepf, A. Reactions with a Metalloid Tin Cluster {Sn10[Si(SiMe3)3]4}2-: Ligand Elimination versus Coordination Chemistry. Chemistry. 21, 8222-8228 (2015).
  27. Schnepf, A. Chemistry Applying Metalloid Tin Clusters. Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Related Elements. 191, 662-664 (2016).

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रसायन विज्ञान अंक 117 सह-संक्षेपण cryochemistry disproportionation समूह 14 उपधातु क्लस्टर metathesis धातु subhalide टिन
के संश्लेषण [एस.एन.<sub&gt; 10</sub&gt; (सी (साइम<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; एक metastable एस.एन. (आई) Halide समाधान एक सह-संक्षेपण तकनीक के माध्यम से संश्लेषित का उपयोग
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Binder, M., Schrenk, C., Schnepf, A. … More

Binder, M., Schrenk, C., Schnepf, A. The Synthesis of [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- Using a Metastable Sn(I) Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique. J. Vis. Exp. (117), e54498, doi:10.3791/54498 (2016).

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