Die Matrixisolationsspektroskopie stellt eine Methode zur Untersuchung von Intermediaten und neuartigen meist sehr instabilen Verbindungen dar. Hierfür werden bereits dargestellte oder in situ erzeugte Moleküle in einer meist inerten Edelgasmatrix bei sehr tiefen Temperaturen, z. B. 4 Kelvin, ausgefroren. Diese isolierten Moleküle können dann mittels spektroskopischer Methoden wie z. B. der Infrarot- oder Raman-Spektroskopie charakterisiert werden.

Dabei liegt ein wesentlicher Vorteil darin, dass die Moleküle durch ihre geringe Konzentration (~ 0,1 %) in dem sogenannten inerten Matrixmaterial wie den Edelgasen Neon oder Argon ausgefroren vorliegen. Dies führt zum einen zu sehr scharfen Banden im Spektrum, zum anderen können Diffusionsprozesse oder Reaktionen wie z. B. Dimerisierungen verhindert werden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gerade bei der Untersuchung von hochfluorierten und sehr reaktiven Verbindungen.

Über die Isolation in inerten Materialien wie Neon, Argon, Krypton, Stickstoff usw. hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, sogenannte Reaktivmatrizen zu entwickeln. So ist eines unserer Ziele die Entwicklung von reinen Fluormatrizen, um Elemente in ihren höchsten Oxidationsstufen zu stabilisieren. 

Zur Charakterisierung der Zielmoleküle sind zahlreiche Methoden bereits zum Einsatz gekommen, wie z.B. IR-, Raman- und UV/VIS-Spektroskopie, aber auch ESR-, Mössbauer- sowie Fluoreszenz-Spektrsokopie wurden schon angewendet.

Weiterführende Literatur:

• Matrixisolation: Erzeugung und Nachweis reaktiver Moleküle,
  H. Schnöckel, S. Schunck, Chem. unserer Zeit 1987 21, 73-81
• Erzeugung und spektroskopische Untersuchung transienter Moleküle
  G. M. Lask, R. Schlachta, V. E. Bondybey, , Chem. unserer Zeit 1994, 28, 241-252
• The spectroscopy of molecular reaction intermediates trapped in solid rare gases
  M. E. Jacox, Chem. Soc. 2002, 31, 108-115

Eigene ausgewählte Arbeiten zur Matrixisolation:

• Beyond Iron Trifluoride: A Matrix-Isolation and Quantum-Chemical Investigation of FeF₄
  Tobias Schlöder, Thomas Vent-Schmidt, Sebastian Riedel Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12063–12067
• Investigation of missing links in gold fluorine chemistry by matrix-isolation spectroscopy and quantum-chemical calculations
  Xuefeng Wang, Lester Andrews, Knut Willmann, Felix Brosi, Sebastian Riedel Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10628–10632 
• Formation and Characterization of HUF and DUF in Solid Argon
  Thomas Vent-Schmidt, Rodney Dale Hunt, Lester Andrews, Sebastian Riedel Chem. Comm. 2013, 49, 3863–3865
• Investigation of Alkali Metal Polyfluorides by Matrix-isolation Spectroscopy
  

  Frenio A. Redeker, Helmut Beckers, Sebastian Riedel RSC Adv. 2015, 5, 106568-106573

• Oxygen radical character in group 11 oxygen fluorides
  Lin Li, Tony Stüker, Stefanie Kieninger, Dirk Andrae, Tobias Schlöder, Yu Gong, Lester Andrews, Helmut Beckers and Sebastian Riedel Nature Communication 2018, 9:1267
• Matrix-isolation and quantum-chemical analysis of C3v conformer of XeF₆, XeOF₄ and their acetonitrile adducts
  

  Maxim Gawrilow, Helmut Beckers, Lan Cheng, Sebastian Riedel J. Phys. Chem. A 2018, 122, 119-129