Niedervalente Hauptgruppenelemente

Verbindungen von Hauptgruppenelementen in ungewöhnlich niedrigen Oxidationsstufen machen Reaktionen, die für Übergangsmetalle typisch sind. Unter anderem aktivieren niedervalente Hauptgruppenverbindungen kleine Moleküle wie N₂ und CO.

Die chemische Industrie verwendet häufig Übergangsmetallkatalysatoren, beispielsweise bei der Ammoniakherstellung mit dem Haber-Bosch-Verfahren oder im Zuge der Hydrierung beim katalytischen Cracken in der Veredelung von Erdöl. Die elektronische Struktur der Übergangsmetalle (ÜM) ist entscheidend, um kleine Moleküle wie Stickstoff oder Wasserstoff zu aktivieren: Die Kombination von besetzten und leeren Metall-d-Orbitalen ermöglicht aufgrund ihrer Symmetrie und Energie die Aktivierung reaktionsträger Moleküle. Die Metall-Ligand-Rückbindung überträgt Elektronendichte vom Metall in antibindende Molekülorbitale eines Substrats. Das senkt die Bindungsstärke im Molekül und vereinfacht so eine Umsetzung.

Da viele Übergangsmetalle Umweltgifte sind, werden Hauptgruppenelemente als alternative Katalysatoren erforscht. Hauptgruppenelemente in ungewöhnlichen Oxidationsstufen sind interessant, denn sie verfügen wie Übergangsmetalle über besetzte

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