Synthese und Charakterisierung von Oxo- und Thioarsenaten(III/V) der Seltenerdmetalle und ihrer Derivate

Im Rahmen dieser Arbeit konnten verschiedene Seltenerdmetall(III)-Oxo- und -Thioarsenate(III) synthetisiert werden. Die Strukturlösung fand durch Messungen von Einkristallen mittels Röntgendiffraktometrie statt. Eine Verfeinerung durch Rietveld-Pulvermethoden wurde nur für eine Verbindung benötigt. Alle Verbindungen wurden außerdem schwingungsspektroskopisch mittels Einkristall-Raman-Spektroskopie untersucht.

Im Bereich der Seltenerdmetall(III)-Oxoarsenate(III) konnten die vorhandenen Verbindungen des Formeltyps SE[AsO3] (SE = La und Ce) um eine zweite Modifikation erweitert werden. Diese ist jedoch aus Seltenerdmetallen und Arsen(III)-Oxid bereits bei niedrigerem Druck entstanden. Mit der Verbindung Pr4[As2O5]2[As4O8] konnte die Lücke zwischen den bisher bekannten Oxoarsenaten(III) geschlossen werden. Für die kleineren Seltenerdmetalle wurden Kanalstrukturen beobachtet, die sich mit der Zusammensetzung (SE[AsO3])28 3 CsCl (SE = Y, Dy und Ho) beschreiben lassen. Hierbei kam es zum Einbau des ursprünglich nur als Flussmittels gedachten Caesiumchlorids in die Kristallstruktur. Dieser Einbau wurde durch Untersuchungen an der Elektronenstrahl-Mikrosonde bestätigt. Bei den halogenhaltigen Derivaten gleichen sich zwar die Zusammensetzungen in der Form SE5Hal3[AsO3]4, jedoch unterscheiden sich die Fluoride in ihrem Aufbau drastisch von den übrigen. So zeigen die Vertreter der Zusammensetzung SE5F3[AsO3]4 (SE = Y, Yb und Lu) ein anderes Kristallsystem und auch der Verlauf der durch die freien Elektronenpaare gebildeten Kanäle weist deutliche Unterschiede auf. Bei den Chloriden konnte die bekannte Reihe um Sm5Cl3[AsO3]4 erweitert werden, während für die Bromide SE5Br3[AsO3]4 (SE = Pr und Sm) eine neue Struktur gefunden wurde. Bei den Oxidhalogeniden konnten Lücke in der Reihe der Oxidchloride SE3OCl3[AsO3]2 (SE = Pr, Sm, Eu und Dy) geschlossen und die Reihe der isotypen Bromide SE3OBr3[AsO3]2 (SE = Ce, Nd, Sm, Gd und Tb) eröffnet werden. Versuche zur Gewinnung von Thioarsenaten(III) der Zusammensetzung SE[AsS3] führten durch den Einbau von zusätzlich Ionen der Flussmittel zu zwei neuen Verbindungsklassen mit den Vertretern: Ce5S4Cl[AsS3]2 und Cs4Pr2[As2S5][AsS3]2.Durch die Hochdrucksynthese von Y[AsO3] im Scheelit-Typ konnte nicht nur ein fehlender Vertreter dieser Oxoarsenat(V)-Reihe, sondern durch gezielte Dotierung auch ein interessanter Leuchtstoff, erhalten werden.