Page - 2 - in Strukturaufklärung durch Mobilitätsmessungen an massenselektierten Clusterionen in der Gasphase

1. Einleitung Ion Driftzeit t Driftzelle el.Feld Puffergas Masse Abbildung 1.1.: Prinzip der Ionenmobilita¨tsmessung. BisherigeStrukturbestimmungenkonzentriertensichaufdieElementeder14.Gruppe (Kohlenstoff, Silizium, Germanium), sowie Metall-Carbide und Aluminium [12–26]. Im Falle der Kohlenstoffcluster-Kationen bestimmten Bowers et al. [27] den struk- turellen U¨bergang von linearen Ketten u¨ber Einfachringe (bei n= 20 Atomen) zu planaren Mehrfachringen (n= 30). Gro¨ßere Kohlenstoffcluster bilden dann Fullerene (n≥32). Wa¨hrend kovalent gebundene Cluster (z.B. C+n oder Si+n ) viele unterschied- liche Isomeren bilden und daher sehr unterschiedliche Mobilita¨ten besitzen ko¨nnen [12, 22–24, 28], erwartet man fu¨r Metall- und Salzcluster nur kompakte Strukturen mit a¨hnlichen Querschnitten aufgrund der weniger gerichteten Bindungen. Im Ar- beitskreis von Prof.Dr.M.Kappes wurden dabei Messungen an Mu¨nzmetall-Clustern sowie an Platin durchgefu¨hrt [29–31]. Ein wichtiges Ergebnis der Messungen war die Bestimmung des Strukturu¨bergangs von zweidimensionalen zu raumfu¨llenden Struk- turenvonGoldcluster-Anionenbein= 13Atomen.Temperaturabha¨ngigeMessungen an Goldcluster-Kationen zeigten die Umwandlung einzelner Isomere von Au+9 inein- ander und erlaubten die Abscha¨tzung der Isomerisationsbarriere von 10−20kJ/mol [32]. Die Verwendung von Elektrospray- und Matrix-Laserdesorptions-Ionenquellen erlaub- te die Ausdehnung der Methode auf biologische Moleku¨le. Vero¨ffentlichte Messungen betreffen Strukturbestimmungen von Peptiden oder Proteinen [33, 34] sowie Oligo- saccharidenundDNA[35,36].Fu¨rPeptideundDNAkonntendabeidieKorrelationen von Strukturmotiven und den Sequenzen der Biopolymere aufgezeigt werden. In Rahmen dieser Arbeit werden erstmalig Ionenmobilita¨tsmessungen an Borcluster- Kationen durchgefu¨hrt. In der Festko¨rperstruktur des Halbmetalls tauchen charakte- ristische Ikosaeder als Strukturmotiv auf. Die vorgestellten Messungen untersuchen, inwiefern dieses Strukturmotiv auch bei isolierten Kationen in der Gasphase von Re- levanz ist. Ein weiteres Motiv ist eine planare zweidimensionale Ringstruktur des B–20 2