Erstmals ferromagnetische Eigenschaften einer Palladiumverbindung nachgewiesen

13.12.2011: Das Edelmetall Palladium gehört zu einer Gruppe von Elementen, die – ähnlich wie Platin oder Gold – besonders reaktionsträge sind. Dennoch sind diese Metalle und ihre Verbindungen außerordentlich wichtig bei technischen Prozessen wie z.B. der katalytischen Abgasreinigung. Chemiker der Universitäten Oldenburg und Münster haben nun das Edelmetall Palladium genauer untersucht. Dabei konnten sie zum ersten Mal eine Palladiumverbindung darstellen, die unter bestimmten Bedingungen ein sehr starkes Magnetfeld erzeugen kann. Dieses Forschungsergebnis haben Gutachter der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ als „besonders wichtig“ eingestuft – nur zehn Prozent aller Manuskripte erreichen diese Bewertung. In der Februar-Ausgabe wird der Aufsatz der Forschergruppe Titelthema sein. Einer der Gutachter stellt fest: „Die Autoren kommen (…) mit avancierter anorganischer Synthesekunst zu wirklich neuartigen und strukturell aufregenden Ergebnissen“.

Bislang war bekannt, dass die überwältigende Mehrheit von Palladiumverbindungen einen speziellen, strukturellen Aufbau zeigt: Die Palladiumatome sind nahezu perfekt quadratisch von den Nachbaratomen umgeben. Prof. Dr. Mathias Wickleder und Jörn Bruns, Arbeitsgruppe Anorganische Funktionsmaterialien der Universität Oldenburg, sowie Prof. Dr. Rainer Pöttgen und Matthias Eul von der Universität Münster, haben sich nun mit einer besonderen Palladiumverbindung beschäftigt, die nicht den typischen strukturellen Aufbau aufweist.

An der Universität Oldenburg gelang es Bruns eine einfache Palladiumverbindung Pd(S2O7) zu synthetisieren, in der Palladiumatome nicht – wie erwartet – quadratisch-planar koordiniert sind, sondern sechsfach in Form eines Oktaeders. Das besondere Disulfat wurde durch Umsetzung des Edelmetalls mit Schwefeltrioxid bei hoher Temperatur erhalten.

Die Münsteraner Chemiker konnten in Messungen nachweisen, dass sich das Disulfat bei sehr tiefer Temperatur ferromagnetisch verhält. Die Substanz erzeugt dann, ähnlich wie ein Eisenmagnet, ein sehr starkes Magnetfeld. „Diese erstaunliche Form des Magnetismus wurde bei Palladiumverbindungen noch nie beobachtet. Wir haben damit die Chemie dieses Edelmetalls um einen wichtigen Aspekt erweitert“, erklärt Wickleder. Doch die Forschung steht erst am Anfang. Weitere Versuche müssten Aufschluss darüber geben, in welchen Bereichen die magnetischen Eigenschaften der Verbindung gezielt eingesetzt werden könnten, so Wickleder.