Home > Nieuws en Agenda > Nieuwsarchief > Theoretisch chemici: Fluoride met maar liefst 8 bindingen
Nieuwsarchief
23-02-2017

Theoretisch chemici: Fluoride met maar liefst 8 bindingen

Theoretisch chemicus Matthias Bickelhaupt bericht, samen met collega’s van Cornell University (VS) en de TU Eindhoven, in PNAS dat een fluoride-anion, in een silicaat dubbel 4-ring, chemische bindingen met de acht omliggende siliciumatomen kan vormen.

Deze spraakmakende vondst werd na publicatie in PNAS ook als highlight genoemd in Science. Bickelhaupt: “We hebben kwantumchemisch laten zien dat het fluor (F)-atoom, als fluoride-anion, in een zeoliet maar liefst acht bindingen kan aangaan. Normaal is fluor eenwaardig (kan slechts één binding aangaan), hooguit kan fluor met zwakkere bindingen erbij tot maximaal vier bindingen aangaan, zo dacht men altijd.”

Hypervalentie
Fluor speelt een ondersteunende rol in een aantal van de bekendste hypervalente verbindingen, zoals PF5 en SF6. Goesten et al. suggereren nu in PNAS dat dit halogeen ook de hoofdrol kan spelen in ruimtelijk begrensde omgevingen. Bepaalde zeolieten binden fluoride in het midden van een ‘box-motief’ met siliciumatomen op elk van de acht hoekpunten (zie illustratie). Met behulp van het Amsterdam Density Functional (ADF)-programma en de Kohn-Sham MO theorie, melden de auteurs dat alle acht siliciumatomen meedoen in stabiliserende Si-F orbitaal interacties.

Over het algemeen wordt hypervalentie eerder in verband gebracht met elementen uit de derde en vierde periode. Echter, in de onderhavige structuur sluiten de ruimtelijke afmetingen van de ‘silicium box’ deze zwaardere halogeniden juist uit. Dit zeolietsysteem komt neer op hypervalent fluoride met een uitzonderlijk hoog coördinatiegetal.

Deze vondst is in perfecte overeenstemming met (en vormt een uitbreiding van) eerder onderzoek van Pierrefixe en Bickelhaupt over stabiele, elektron-rijke hypervalente koolstofsoorten die normaal gesproken overgangstoestanden in SN2-reacties zijn.

© Copyright Vrije Universiteit Amsterdam

spamfuik@vu.nl