Page - 51 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster 51 Zugeordnet werden kann eine zu Au15Fe− homologe Verbindung (Isomer 2), die +0,06 eV über dem berechneten Grundzustand liegt: Aus dem einfach überkappten Sechsring wird ein Goldatom entfernt, sodass ein überkappter Fünfring entsteht. Die ebenfalls auftretende – für diese Clustergröße nun hochsymmetrische – kuboktaedrische Struktur (5) kann wegen des hohen berechneten Rw-Werts ausgeschlossen werden. Au13Fe− Ab 13 Goldatomen findet der genetische Algorithmus zum ersten Mal offene Struktu- ren, bei denen das Eisenatom nicht verkapselt koordiniert ist (siehe Abbildung 22). 1. C4v, 0,00 eV, Rw = 4,1% 2. C1, 0,17 eV, Rw = 13,6% 3. Cs, 0,20 eV, Rw = 11,9% 4. Cs, 0,23 eV, Rw = 13,4% 5. C1, 0,25 eV, Rw = 9,3% 6. Cs, 0,26 eV, Rw = 13,3% Abbildung 22: Die energetisch günstigsten Isomere von Au13Fe− mit Symmetrien, relativen Energien und Rw-Werten. Das fett markierte Isomer kann zugeordnet werden. Diese liegen mit +0,20 eV und mehr jedoch deutlich über dem berechneten Grundzu- stand und können aufgrund der Rw-Werte jeweils über 11% ausgeschlossen werden. Gleiches gilt für die zu Au14Fe− homologe Verbindung (5), deren doppelt überkappte Seite nun ebenfalls aus einem Fünfring besteht. Sie liegt energetisch deutlich ungünsti- ger und ist experimentell auszuschließen. Die verbleibenden das Eisenatom komplett koordinierenden Strukturen, sind der Ikosaeder mit Adatom (Isomer 2), der sowohl energetisch als auch aufgrund seiner schlechten experimentellen Übereinstimmung (Rw = 13,6%) nicht in Betracht kommt, und die kuboktaedrische Struktur (überkappter Kuboktaeder, Isomer 1). Letztere zeigt die beste experimentelle Übereinstimmung (sie- he Abbildung 23) und ist im Vergleich zum Ikosaeder die etwas voluminösere Verbin- dung mit einer Koordinationszahl 12 (KZ 12).