Page - 97 - in Strukturaufklärung durch Mobilitätsmessungen an massenselektierten Clusterionen in der Gasphase

7. Zusammenfassung und Ausblick In der vorliegenden Arbeit wurden Mobilita¨ten von Borcluster-Kationen in einem Gro¨ßenbereich von n= 12 bis 37 Atomen experimentell bestimmt. Aus dem Ver- gleich von so erhaltenen Querschnitten mit Test-Strukturen auf der Basis quan- tenchemischer Rechnungen konnten den jeweiligen Clustern bis zu einer Gro¨ße von n= 25 Strukturen eindeutig zugeordnet werden. Dabei wurden systematische Unter- schiede in den Strukturmotiven von anionischen und kationischen Clustern in diesem Gro¨ßenbereich gefunden. Festko¨rperstrukturen wie die charakteristischen ikosaedri- schen Untereinheiten, die sich in der thermodynamisch stabilen β-rhomboedrischen Phase des Bor-Festko¨rpers finden, ko¨nnen anhand dieser Messungen im untersuch- ten Gro¨ßenbereich ausgeschlossen werden. Ein besonders pra¨gnantes Beispiel ist der B20 Cluster, der in der kationischen Form als Ringstruktur gebildet wird. Dieser setzt sich aus zwei zehn-atomigen Untereinheiten zusammen, die auf Lu¨cke u¨bereinander gestapelt sind. Im Gegensatz dazu erha¨lt man aus PES-Messungen [37] beim anioni- schen Cluster das planare Strukturmotiv, das auch die Struktur der kleineren Cluster dominiert. Der U¨bergang von quasiplanaren zu zylindrischen Strukturen findet bei den Ka- tionen bei einer Gro¨ße von 16 Atomen statt, wobei die gro¨ßeren Cluster gestapelte Ringstrukturen mit identischen Untereinheiten bevorzugen. Dieser Trend zur Bildung zylindrischer Strukturen in gro¨ßeren Borcluster-Kationen setzt sich bis n= 25 fort. Ausnahmen bilden allerdings Cluster der Gro¨ße n= 21−23, in denen bereits eine dritte Ringlage begonnen, jedoch noch nicht vollsta¨ndig abgeschlossen wird (vgl. Abb. 4.8). Sa¨mtliche Borcluster-Kationen im Gro¨ßenbereich von n = 26− 37 Atomen wer- den im Experiment in zwei unterschiedlichen Isomeren-Formen gebildet. Es erwies sich als deutlich schwieriger, den gemessenen Querschnitten die jeweiligen Struk- turen zuzuordnen. Man kann jedoch einige Trends angeben und die verschiedenen Strukturtypen gegeneinander abgrenzen. So bilden alle Cluster Strukturen mit einem experimentell ermittelten Querschnitt, der kleiner ist als der der jeweiligen zylindri- schen Struktur aus zwei u¨bereinander liegenden Ringen, allerdings auch gro¨ßer als der, der Dreifachring-Struktur (vgl. Abb 4.11). Messungen an Custern aus isotopen- angereichertem Bor ko¨nnten hier eine eindeutige Zuordnung durch bessere Auflo¨sung 97