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60 Strukturen von Metallclusterionen
Abbildung 35: Experimentelle sMexp-Funktion (schwarze offene Kreise) und theoretische sMtheo-
Funktion (rote Linie) der Isomere 1 und 2 von Au15Ni−. Die blaue Linie entspricht der gewichte-
ten Abweichung ΔwsM.
Au14Ni−
Für den Cluster Au14Ni− werden im Energiebereich +0,20 eV über der Grundzustands-
struktur ausschließlich ikosaedrische Bindungsmotive gefunden (siehe Abbildung 36).
1. Cs, 0,00 eV, Rw = 7,3% 2. C1, 0,03 eV, Rw = 5,9% 3. C1, 0,20 eV, Rw = 7,1%
Abbildung 36: Die energetisch günstigsten Isomere von Au14Ni− mit Symmetrien, relativen
Energien und Rw-Werten. Die fett markierten Isomere sind für die Interpretation der Beugungs-
daten am besten geeignet.
Geöffnete Isomere (1 und 2) werden von ab initio-Rechnungen als günstiger vorherge-
sagt. Die beste Anpassung für eine einzelne Modellstruktur wird mit Isomer (2) erreicht,
das +0,03 eV über dem globalen Minimum zu finden ist und einen Rw-Wert von 5,9%
liefert. Das in den analogen Eisen- und Cobaltclustern gefundene „lose“ ikosaedrische
Isomer (3) kann als alleiniger Bestandteil im Beugungsexperiment mit einer Rw-
Anpassung von 7,1% ausgeschlossen werden, zumal die DFT-Rechnungen eine
+0,20 eV höhere Energie als die günstigste Struktur ergeben. In Form einer Mischung
(50:50) mit einem Bindungsmotiv der kompakten Klasse (genauer: Isomer 1), ergibt
sich eine signifikante Verbesserung des Rw-Wertes zu 4,4% (siehe Abbildung 37). Die
Modellierung einer aus derselben Verbindungsklasse zusammengesetzten Clusterio-
nenwolke (Isomere 1 und 2) führt zu keiner Verkleinerung des Rw-Werts.
-1
0
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-2
-1
0
1 (2)
(1)
s / Å-1 -1
0
1
-1
0
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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
- Title
- Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
- Author
- Thomas Rapps
- Publisher
- KIT Scientific Publishing
- Date
- 2012
- Language
- German
- License
- CC BY-NC-ND 3.0
- ISBN
- 978-3-86644-878-0
- Size
- 21.0 x 29.7 cm
- Pages
- 390
- Keywords
- Elektronenbeugung, Nano-Metallcluster, Gasphase, massenselektiv, Strukturbestimmung
- Categories
- Naturwissenschaften Chemie
Table of contents
- Abstract
- 1 Einleitung 1
- 2 Elektronenbeugung in der Gasphase (GED) 5
- 3 Das TIED-Experiment 15
- 4 Heuristik der Clusterstrukturfindung 35
- 5 Strukturen von Metallclusterionen 45
- 5.1 Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster (M@Aun−, M = Fe, Co, Ni; n = 12–15) 45
- 5.2 Ladungsabhängige Strukturunterschiede von kleinen Bismutclustern 68
- 5.3 Palladiumcluster (Pdn−/+, 13 ≤ n ≤ 147) 91
- 5.4 Wasserstoffadsorptionseigenschaften von massenselektierten Palladiumclustern 128
- 5.5 3d-/4d-/5d-Übergangsmetallcluster aus 55 Atomen 152
- 5.6 Strukturelle Entwicklung später Übergangsmetallcluster (Co, Ni, Cu, Ag) 184
- 6 Der Temperatureinfluss auf die Gleichgewichtsstruktur von Metallclusterionen 205
- 7 Statistische Untersuchungen zur Datenanalyse 259
- 8 Zusammenfassung und Ausblick 273
- Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen 279
- A.1 Entwicklung der Clusterstruktur verschiedener Elemente der Gruppe 14 (Si, Sn, Pb) 279
- A.2 Schmelzen des Clusters Pb55− 283
- A.3 Der Zinncluster Sn13+ 379 286
- A.4 Strukturmotiv von Clustern des bcc-Elements Tantal 288
- A.5 Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Silbercluster (Ag55±x−, x = 1–2) 290
- A.6 Möglicher Strukturübergang bei Silberclusterionen (Agn−, n = 80–98) 295
- A.7 Reine Goldcluster größer 20 Atome 296
- Anhang B: Apparative Entwicklung 305
- Anhang C: Einfluss der Fallengeometrie auf große Streuwinkel 311
- Anhang D: CNA-Analyse des zehnatomigen Strukturensembles 313
- Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen 279
- Abbildungsverzeichnis 321
- Tabellenverzeichnis 331
- Literaturverzeichnis 333