Silicio, un semimetallo, si lega nella sua forma naturale con altri quattro elementi e la sua struttura tridimensionale assume la forma di un tetraedro. Per molto tempo, sembrava impossibile ottenere la sintesi e la caratterizzazione di un equivalente bidimensionale - geometricamente parlando, una piazza. Ora gli scienziati del campo della chimica inorganica dell'Università di Heidelberg sono riusciti a produrre un complesso cristallino con una tale configurazione. PD Dr. Lutz Greb dell'Institute of Inorganic Chemistry sottolinea che ha proprietà fisiche e chimiche sorprendenti e, nel campo della chimica molecolare, aprirà nuovi approcci all'utilizzo del secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre per la catalisi e la ricerca sui materiali.

Come un classico semimetallo, il silicio possiede proprietà sia dei metalli che dei non metalli, e appartiene al gruppo del carbonio sulla tavola periodica. come il carbonio, legami di silicio con quattro elementi. La sua struttura tridimensionale corrisponde quindi a un tetraedro, un corpo con quattro lati. A causa dell'elevata stabilità di un tetraedro, altre strutture non sono note nel silicio naturale con quattro legami:silicio (IV) in breve. Considerato puramente geometricamente, l'equivalente bidimensionale di un tetraedro è un quadrato. Queste configurazioni sono già note per il carbonio ma, secondo il dottor Greb, una struttura quadrato-planare non è stata ancora prodotta nel campo della chimica del silicio (IV), anche dopo oltre 40 anni di intenso impegno.

Il gruppo di lavoro del Dr. Greb è riuscito per la prima volta a sintetizzare e caratterizzare completamente una specie di silicio (IV) planare quadrato. È stato possibile dimostrarlo con l'ausilio della cristallografia a raggi X. Gli scienziati hanno coltivato un monocristallo che hanno irradiato con un raggio di raggi X finemente focalizzato. La diffrazione dei raggi X nell'incontro con gli atomi del monocristallo ha portato ad uno schema inconfondibile dal quale è possibile calcolare la posizione dei nuclei atomici. Questa misurazione ha permesso ai ricercatori di dimostrare che avevano a che fare con molecole con silicio quadrato-planare (IV). Ulteriori studi con metodi spettroscopici hanno supportato questa configurazione. Mostra proprietà fisiche e chimiche che i ricercatori non si aspettavano, per esempio. colore in una classe di sostanze naturalmente incolori.

"Sintetizzare questa configurazione dai componenti che abbiamo scelto è relativamente semplice una volta comprese le condizioni chiave, " spiega il dottor Fabian Ebner, che è nel frattempo ricercatore post-dottorato presso l'Istituto di Chimica Inorganica. Ha sorpreso gli scienziati, però, che la molecola di silicio planare quadrato (IV) costituisce una stabile, composto isolabile del tutto. "A causa dell'elevata reattività, ci sono molti modi possibili di decomposizione. Ancora, abbiamo sempre creduto che fosse possibile isolare questo composto, " sottolinea il dottor Greb.

Lutz Greb ha ricevuto una borsa di studio dal Consiglio europeo della ricerca (ERC) per la sua ricerca nell'area degli elementi dei gruppi principali strutturalmente vincolati. La Foundation of German Business ha sostenuto il lavoro di Fabian Ebner. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista chimica .