„Bisher waren die Eisenverbindungen lediglich in den Oxidationsstufen +2 und +3 bekannt“, erläutert Moritz Malischewski, Erstautor der Studie. Diese geben die Ionenladung eines Atoms an. Den Forschern der Freien Universität Berlin und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen ist es nun erstmals gelungen, eine Eisenverbindung in der seltenen Oxidationsstufe +4 zu synthetisieren, zu isolieren und zu untersuchen. Ergeben hat sich daraus das Molekül [Cp*₂Fe]²⁺. „Das ist ein Synthese-chemischer Meilenstein“, sagt Dr. Karsten Meyer Professor für Anorganische und Allgemeine Chemie der Friedrich-Alexander-Universität. „Das neue Molekül wird sicherlich seinen Platz in modernen Chemielehrbüchern finden. Seine Synthese schafft wertvolles Wissen und wird eine noch interessantere Lehre ermöglichen.“ Das von den Wissenschaftlern entdeckte Molekül sei hochempfindlich und extrem reaktiv. „Die Handhabung der Proben ist sehr herausfordernd, da der Kontakt mit Luftfeuchtigkeit oder herkömmlichen organischen Lösungsmitteln innerhalb kürzester Zeit zur Zersetzung führt“, erläutert Moritz Malischewski. Um es zu synthetisieren und zu analysieren, habe es besonderer Maßnahmen bedurft, die nur in wenigen Universitätslaboren weltweit gegeben sind. So mussten die Berliner Fluorchemiker das Ferrocen mit einer Xenon-Fluor-Verbindung in flüssigem Fluorwasserstoff oxidieren. Die erfolgreiche Synthese konnten die Wissenschaftler durch Strukturanalysen an einer Reihe von unterschiedlichen Salzen belegen. Um das Molekül zu analysieren fertigten die Chemiker der Friedrich-Alexander-Universität spezielle, besonders resistente Probenbehälter an. Diese verhindern eine Zersetzung der Proben sowie der empfindlichen Analyseapparaturen. Dabei zeigte sich eine Besonderheit des neuen Moleküls der Oxidationsstufe +4. Im Gegensatz zu den anderen Ferrocenen bildet es, je nachdem welche Anionen zur Stabilisierung des Moleküls verwendet werden, unterschiedliche Strukturen: lineare oder gewinkelte. Diese strukturellen Unterschiede würden durch supramolekulare Wechselwirkungen zwischen den Ionen ausgelöst. Die Chemiker der Friedrich-Alexander-Universität Mario Adelhardt und Jörg Sutter konnten zudem die ungewöhnlichen elektronischen Strukturen dieser „exotischen“ Verbindung aufklären.