Schon ganz früh im Studium wird gelehrt, dass Hauptgruppenatome danach streben, acht Elektronen in ihrer Valenzschale einzusammeln. Diese Oktettregel ist der Ursprung für das völlig inerte Verhalten des Elements Ne. Es erklärt auch die hohe Stabilität der F^– und O^2– Anionen. Aber, mit steigender Ladung werden die Anionen schnell sehr viel reaktiver. Hochgeladene N^3– oder C^4– Anionen sind rar und hochreaktiv. Das Gleiche gilt für die schweren Anionen der Gruppe 14 wie Si^4–, Ge^4–, Sn^4– und Pb^4–. Magnesiumsilicid (Mg₂Si) kann man durch Verbrennung von Magnesiummetall in Sand (SiO₂) bei Temperaturen über 3000 °C erhalten. Die Ladung auf dem Si^4– Anion in Mg₂Si ist so hoch, dass die Elektronen teilweise über das Mg delokalisiert sind. Es ist ein Halbleiter mit kleiner Bandlücke und hat photovoltaische und thermoelektrische Anwendungen.

Die Harder-Gruppe an der FAU hat jetzt Si bei Raumtemperatur zu Si^4– reduziert [1]. Der Schlüssel zu dieser sehr einfachen Reaktion ist eine schon früher publizierte lösliche Form von Magnesiummetall [2]. Die neue Si-Verbindung könnte man auch als eine molekulare Zintl-Phase sehen. Obwohl Si^4– der Oktettregel folgt, ist es extrem reaktiv und schiebt sich sofort in eine sehr starke C-H Bindung ein. Die analogen Komplexe mit Sn^4– und Pb^4– Anionen sind jedoch wesentlich stabiler und konnten nachgewiesen werden. Die Arbeit wurde im renommierten Journal Nature Synthesis [1] publiziert.

Weitere Informationen

[1] Nat. Synth (2026). https://doi.org/10.1038/s44160-026-01006-7

[2] Nature 592, 717–721 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03401-w

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