O nas

W Katedrze Chemii Nieorganicznej działają trzy zespoły naukowe.

Celem badań prowadzonych w zespole dr. hab. inż. Rafała Grubby jest opracowanie nowych metod syntezy nieorganicznej, odkrycie nowych typów reaktywności oraz katalizatorów użytecznych w ważnych procesach chemicznych. Badania koncentrują się wokół chemii kompleksów metali przejściowych z ligandami P-donorowymi  oraz chemii pierwiastków grup głównych ze szczególnym uwzględnieniem fosforu i boru.

Obecnie w zespole realizowanych jest szereg projektów:

  • reaktywne związki niskowalencyjnego fosforu – podobnie jak kompleksy karbenowe metali przejściowych, ich fosfinidenowe i fosfidowe odpowiedniki mogą znaleźć zastosowanie w syntezie organicznej i katalizie chemicznej
  • synteza oraz badania reaktywności związków polifosforowych – celem badań jest opracowanie nowych, polidentnych ligandów P-donorowych oraz polimerów koordynacyjnych
  • reaktywność sfrustrowanych  par Lewisa (FLP) w rozszczepieniu cząsteczki wodoru – badania posłużą opracowaniu nowych, niemetalicznych katalizatorów uwodornienia
  • aktywacja małych cząsteczek nieorganicznych: CO2, CS2, SO2, N2O, katalizowana związkami fosforu i boru – proponowane są nowatorskie metod aktywacji prostych substratów.

Do głównego nurtu badań prowadzonych w zespole prof. dr hab. inż. Anny Dołęgi należy synteza związków kompleksowych metali bloku d z ligandami zawierającymi nietypowe wiązanie krzem-siarka oraz występującymi w naturze ligandami N-donorowymi. W ostatnich latach otrzymano nowe, jedno- i dwukleszczowe ligandy na bazie krzemu. Określany jest wpływ struktury molekularnej związków koordynacyjnych na ich właściwości spektroskopowe, w tym magnetyczne i luminescencyjne. Członkowie grupy zajmują się również analizą nietypowych układów wiązań wodorowych w solach zbudowanych z anionów tiolanowych i kationów organicznych: amoniowych, pirydyniowych oraz imidazoliowych. Dane eksperymentalne są interpretowane w oparciu o prowadzone metodą DFT obliczenia kwantowo-chemiczne. Najnowsze badania obejmują:

  • syntezę polimerów koordynacyjnych i klastrów zawierających jony srebra(I), kobaltu(II) oraz niklu(II)
  • syntezę biomimetycznych kompleksów miedzi(II) i cynku(II) oraz określenie ich aktywności jako katalizatorów w reakcji utleniania związków organicznych
  • syntezę histaminolu i badanie jego zdolności do kompleksowania jonów metali
  • syntezę, określenie struktury i charakteru wiązania w związkach typu soli zawierających kationy pirydyniowe.

Zainteresowania naukowe członków zespołu prof. dr. hab. inż. Jarosława Chojnackiego obejmują kontrolowane procesy tworzenia się krystalicznego ciała stałego z pojedynczych cząsteczek lub „nieskończonych” polimerów, czyli tzw. inżynierię kryształu. Badana jest rola, jaką odgrywają oddziaływania międzycząsteczkowe takie jak: wiązanie wodorowe, halogenowe, chalkogenowe czy też asocjacja warstwowa w upakowaniu cząstek. Projektowane i otrzymywane są struktury o określonej topologii i symetrii a więc posiadające szczególne właściwości fizykochemiczne takie jak chiralność, selektywna sorpcja, czy magnetyzm. Członków zespołu interesuje występowanie nieskończonych podstruktur w ciałach krystalicznych, ich topologia i symetria, indukowanie chiralności w kryształach oraz właściwości katalityczne i luminescencyjne uzyskanych materiałów.

Główny przedmiot badań eksperymentalnych stanowi strukturalna chemia koordynacyjna ligandów S- oraz N- donorowych, m.in. podstawionych tiomoczników, z metalami bloku d. Przy użyciu analizy rentgenostrukturalnej zaobserwowano tworzenie związków kompleksowych zarówno prostych jak i wielordzeniowych oraz struktur nieskończonych tzw. polimerów koordynacyjnych o wymiarowości 1D, 2D lub 3D. Uzupełnieniem metod eksperymentalnych są metody obliczeniowe chemii kwantowej dla pogłębionej interpretacji wyników.

Najważniejsze osiągnięcia naukowe:

  • opracowanie metod syntezy kompleksów metali przejściowych z ligandami fosfanylofosfinidenowymi oraz fosfanylofosfidowymi, określenie ich struktury i właściwości chemicznych
  • otrzymanie nowych pochodnych kwasu ortotiokrzemowego, określenie ich struktury i właściwości chemicznych
  • wyznaczenie po raz pierwszy około 500 struktur krystalicznych dla związków nieorganicznych i organicznych
  • opracowanie indeksu geometrycznego τ4′, który odzwierciedla odchylenia geometrii centrów związków koordynacyjnych od geometrii idealnego tetraedru.

Najważniejsze osiągnięcia technologiczne:

  • opracowanie, technologii nowego spoiwa krzemianowego „SIKOP”, dla form odlewniczych i cyrkonowych dla odlewnictwa precyzyjnego - metoda Showa "wosku traconego" (wspólnie z Instytutem Odlewnictwa w Krakowie)
    Patent PRL nr 135579 (1984), Polski Patent 149422 (1990), British Patent 2.202.856 (1991).

Wybrane publikacje z ostatnich trzech lat:

  1. R. Grubba, K. Kaniewska, Ł. Ponikiewski, B. Cristóvão, W. Ferenc, A. Dragulescu-Andrasi, J. Krzystek, S. A. Stoian and J. Pikies: Synthetic, Structural, and Spectroscopic Characterization of a Novel Family of High-Spin Iron(II) [(β-Diketiminate)(phosphanylphosphido)]Complexes. Inorg. Chem. 56 (2017) 11030−11042, doi:10.1021/acs.inorgchem.7b01374.
  2. A. Brozdowska, J. Chojnacki: Chiral and achiral crystals, charge-assisted hydrogen-bond patterns and self-organization of selected solid diaminium thiosulfates. Acta Cryst. B 73 (2017) 507-518, doi:10.1107/S2052520617004802.
  3. A. Ciborska, Z. Hnatejko, K. Kazimierczuk, A. Mielcarek, A. Wiśniewska, A. Dołęga: Silver complexes stabilized by large silanethiolate ligands - crystal structures and luminescence properties. Dalton Trans. 46 (2017) 11097-11107, doi:10.1039/C7DT00740J.
  4. D. Kowalkowska, A. Dołęga, N. Nedelko, Z. Hnatejko, Ł. Ponikiewski, A. Matracka, A. Ślawska-Waniewska, A. Strągowska, K. Słowy, M. Gazda, A. Pladzyk: Structural, spectral and magnetic properties of Ni(II), Co(II) and Cd(II) compounds with imidazole derivatives and silanethiolate ligands. CrystEngComm 19 (2017) 3506-3518, doi:10.1039/C7CE00555E
  5. Ł. Ponikiewski, A. Ziółkowska, J. Pikies: Reactions of Lithiated Diphosphanes R2P–P(SiMe3)Li (R = tBu and iPr) with [MeNacnacTiCl2·THF] and [MeNacnacTiCl3]. Formation and Structure of TitaniumIII and TitaniumIV β-Diketiminato Complexes Bearing the Side-on Phosphanylphosphido and Phosphanylphosphinidene Functionalities. Inorg. Chem. (2017) 1094–1103, doi:10.1021/acs.inorgchem.6b01929.
  6. A. Okuniewski, D. Rosiak, J. Chojnacki, B. Becker: Coordination polymers and molecular structures among complexes of mercury(II) halides with selected 1-benzoylthioureas. Polyhedron 90 (2015) 47-57, doi:10.1016/j.poly.2015.01.035.