Metastabile Protonierungs-und Deprotonierungsprodukte anorganischer Molekeln und Ionen
Unstabile Partikeln, die durch Protonaddition oder Protonextraktion gebildet werden, spielen in der anorganischen Chemie eine erhebliche Rolle und mit deren Studium kann man eine Reihe von alten Problemen einer Lösung entgegenführen. Weil ich diesen Sachverhalt hier aufzeigen will, sei mir erlaubt, vorerst einige Worte über die besondere Stellung der anorganischen Chemie und über die Natur ihrer Aufgaben zu sagen. Warum hat die anorganische Chemie so lange stagniert und ist gegenüber der jüngeren organischen Chemie in Rückstand geraten? Die Zahl ihrer Verbindungen wächst viel langsamer, und es gibt immer noch grosse anorganische Stoffklassen, deren Struktur noch umstritten ist, obschon man sie schon seit 100 und mehr Jahren kennt. Für diese besondere Situation der anorganischen Chemie gibt es offensichtlich drei Ursachen: (i) In der anorganischen Chemie sind sehr viele Stoffe sog. kovalente Kristallverbindungen, bei denen endlose Ketten-, Netzund Gitterverbände vorliegen, die man weder verdampfen noch lösen kann, ohne dabei die Struktur zu zerstören. Diese Stoffklasse kennt die organische Chemie überhaupt nicht, wenn wir vom Diamant und Graphit absehen. Die Synthese solcher Verbindungen erfordert eine umfangreiche Hochtemperaturtechnik und deren wirklich saubere Reindarstellung ist ebenfalls sehr schwierig. Erst in jüngerer Zeit sind durch das Zonenschmelzverfahren wesentliche Fortschritte erzielt worden. Auch die Strukturaufklärung an solchen Stoffen ist erst seit wenigen Jahrzehnten möglich, da man dabei auf die Röntgenkristallographie angewiesen ist. (ii) Die Mehrzahl der anorganischen Verbindungen gehört wohl zu der Stoffklasse der Salze. Diese bestehen wie die organischen Verbindungen aus molekularen Einheiten. Es handelt sich aber um geladene Bausteine, also Atomund Molekelionen, die man nur in einem Lösungsmittel hoher Dielektrizitätskonstante voneinander unabhängig machen kann. Wiederum kann für die Fraktionierung die Destillation nicht angewandt werden und die Kristallisation blieb bis vor kurzem die einzige Methode zur Reindarstellung. Erst seit 10-15 Jahren kennt man noch effektvollere Trennmethoden, nämlich die Chromatographie und besonders die Ionentauscherverfahren, mit denen man heute z.B. die seltenen Erden leicht voneinander trennen kann. Aber nicht nur die Isolierung und Reindarstellung ist bei Ionenverbindungen in der Regel schwieriger als bei flüchtigen, molekularen Stoffen, sondern auch deren Strukturaufklärung. Ich kann nur daran erinnern, dass es z.B. sehr viel schwieriger ist, ein Ionengewicht zu bestimmen als ein Molekulargewicht. Es gibt viele Salze, die man schon seit einem