Page - 59 - in Strukturaufklärung durch Mobilitätsmessungen an massenselektierten Clusterionen in der Gasphase

5. Zinncluster-Kationen 5.1. Einleitung Zinn ist ein Element der 14. Gruppe des Periodensystem der Elemente (PSE). Inner- halb dieser Gruppe a¨ndern sich die Bindungstypen von Kohlenstoff und Silizium zu Germanium u¨ber Zinn zu Blei [12–26] gravierend. Dies spiegelt die Festko¨rperstruk- turen sowie die unterschiedlichen thermischen, mechanischen und elektronischen Ei- genschaften der Elemente wider. Kohlenstoff stellt den am besten untersuchtesten Vertreter dieser Gruppe dar. Koh- lenstoffcluster wurden in Abha¨ngigkeit ihrer Gro¨ße und ihrem Ladungszustand in verschiedenen Formen wie lineare Ketten, Einzel- sowie Mehrfachringen, Fullerenen und Nanoro¨hren [15–21] beobachtet. Durch unterschiedliche Herstellungsverfahren kann man mehrere Isomere einer Gro¨ße gleichzeitig erzeugen. Dies kann oft auch parallel erfolgen. Kleine Kohlenstoffcluster zeigen Ringe und Ketten, die geringe Ko- ordinationszahlen besitzen. Die na¨chsten Elemente der 14. Gruppe sind Silizium und Germanium. Auch hier wurden schon eine Reihe von Clusteruntersuchungen durch- gefu¨hrt [12, 22–24, 28, 74]. Das in dieser Arbeit untersuchte Element ist das vierte dieser Gruppe, das Zinn. Sein Name ist verwandt mit althochdeutsch ” zein“, was ” Stab“, ” Sta¨bchen“ oder ” Zweig“ bedeutet. Dies kann auf die Form von ” Sta¨bchen“ zuru¨ckgefu¨hrt werden, in denen das Zinn auftritt. Auffa¨llig sind sein mit 232◦C niedriger Schmelzpunkt und die trotzdem relativ hohe Siedetemperatur von 2600◦C. Zinn tritt in drei Modifikationen mit verschiedenen Kristallstrukturen auf. Die bei Standardbedingungen auftretende Form (13◦C-162◦C) ist die des metallischen β-Zinns, das ein verzerrt oktaedrisches Gitter besitzt. Unterhalb einer Temperatur von 13◦C geht es in halbleitendesα-Zinn (kubisches Diamantgitter) u¨ber, dieser U¨bergang fu¨hrt zum Pha¨nomen, das auch Zinnpest genannt wird (Zerfall von Orgelpfeifen). Oberhalb von 162◦C findet man das rhomboedrische γ-Zinn. Zinn besitzt mit 10 stabilen Isotopen die gro¨ßte Anzahl an stabilen Isotopen aller Elemente. Untersuchungen zur Kla¨rung der gro¨ßenabha¨ngigen metallischen bzw. halbleitenden EigenschaftenvonZinncluster-Kationenwurdenbereitsdurchgefu¨hrt.DasersteMas- senspektrumvonZinncluster-KationenbiszumPentamerwurdebereits1950vonHo- 59