Wenn sich mehrere Atome zu einem einzigen Superatom zusammenballen, können Stoffe mit völlig anderen chemischen Eigenschaften entstehen. Das haben amerikanische Wissenschaftler in Experimenten mit so genannten Clustern herausgefunden. Ein Ball aus 13 oder 14 Aluminiumatomen reagierte in den Versuchen nicht mehr wie Aluminium, sondern wie ein Metall aus der Gruppe der Erdalkalimetalle oder wie ein Element aus der Gruppe der Halogene, zu der unter anderem die Gase Fluor und Chlor gehören. Das Periodensystem der Elemente sollte daher um eine dritte Dimension dieser Clustereigenschaften erweitert werden, schlagen die Forscher vor. Ihre Ergebnisse schildern Shiv Kannan und seine Kollegen von der Virginia Commonwealth University in Richmond im Fachmagazin Science (Bd. 307, S. 231).
Die Forscher ersetzten in Jodverbindungen, die in der Natur als kettenförmige Moleküle vorkommen, ein Jodatom durch einen Cluster mit 13 Aluminiumatomen. Dabei zerstörte der Aluminiumcluster die Jodkette, so dass sich die einzelnen Jodatome direkt an den Cluster hefteten. Die chemische Analyse und Computersimulationen zeigten, dass der Cluster wie ein Superatom aus der Gruppe der Halogene Chlor, Brom und Jod reagiert. Aluminiumcluster mit 14 Atomen reagierten wie Elemente aus der Gruppe der Erdalkalimetalle, zu der Kalzium oder Magnesium gehören, fanden die Wissenschaftler heraus.
“Aufregend dabei ist für uns, dass diese Cluster zu ganz neuen chemischen Verbindungen und auch Produkten führen können”, kommentiert Welford Castleman Jr. von der Staatsuniversität von Pennsylvania in University Park die Ergebnisse. Diese Eigenschaften gelte es systematisch zu untersuchen. Die Forscher erhoffen sich von der Entdeckung neue Möglichkeiten für die Synthese chemischer Substanzen in Medizin, Fotografie und für die Herstellung von Nahrungsmitteln.
ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
