Kristallographie von umweltrelevanten Oxosalzen des Arsens

Arsen ist eine Umweltbelastung, die sowohl aus natürlichen als auch anthropogenen Quellen stammt. Er ist Nummer eins auf der internationalen Liste von gefährlichen Stoffen. Unter Umweltbedingungen ist Arsen meist mit Sauerstoff gebunden und ist in der Oxidationsstufen III (Arsenite) und V (Arsenate) zu finden Um zu verstehen, wie sich Arsen im natürlichen Umfeld verhält, muss man strukturelle Merkmale und die Stabilität der natürlich vorkommenden Verbindungen des Arsens untersuchen. Darüber hinaus sollte eine Untersuchung der mineralähnlichen synthetischen Verbindungen, welche als Folge menschlicher Aktivitäten auftreten können, für umweltrelevante Fragestellungen nützlich sein. Innerhalb der letzten fünfzehn Jahre fanden grosse Fortschritte auf dem Gebiet der systematischen Klassifikation der verschiedenen Klassen von anorganischen Oxosalzen statt, besonders jener mit entweder technologischer oder ökologischer Auswirkungen, wie Uran, Neptunium und Beryllium. Systematische kristallochemische Übersicht wurden über Borate, Sulfate und Phosphate veröffentlicht. Allerdings gab es keine systematische Studien über natürliche Arsenite und Arsenate, trotz ihrer Bedeutung als Umweltschadstoffe. Zusammenstellung einer solchen Übersicht ist eine der wichtigsten theoretischen Themen des geplanten Projektes. Eine detaillierte Studie der Strukturchemie der sekundären Arsen-Minerale (Arsenite und Arsenate) wäre sehr nützlich für viele Forscher, welche sich sowohl mit Arsen im natürlichen Umfeld als auch mit dessen technischen Anwendungen beschäftigen. Das Ziel des vorgelegten Projekts ist eine aufwändige strukturelle Klassifizierung von natürlichen Arsen Oxosalzen (Arsenite und Arsenate) auf Grundlage ihrer strukturellen und spektroskopischen Eigenschaften. Die experimentellen Untersuchungen von bestimmten Klassen der arsenhaltigen umweltrelevanten Verbindungen, wird sich auf zwei künstliche Systeme konzentrieren: M1O-M2O-As2O5-(H2O) (M1 = Sr2+, Ba2+, Cd2+; M2 = Mg2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+) und M1O-As2O3-(H2O), M2O-As2O3-(H2O) und M1O-M2O-As2O3- (H2O) (M1 = Na+, K+, Rb+, Cs+, Ca2+, Sr2+, Ba2+; M2 = Mg2+, Mn2+,3+, Fe2+,3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+). Einige bisher bekannte, aber nicht genau definierte sekundäre Arsen-Mineralien, die in schadstoffbellasteten Regionen vorkommen, werden erneut untersucht.