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102 Strukturen von Metallclusterionen
Der berechnete Grundzustand entspricht einem gekappten Dekaeder (Isomer 1). Die
zwei Adatome, sofern sie an benachbarte Flächen des Polyeders anknüpfen, können in
die das Zentralatom umgebende Hülle eintreten (Isomer 5). Diese Verbindung zeigt eine
bessere Übereinstimmung (Rw = 4,3%) mit dem Experiment als Isomer (1) (Rw = 7,7%).
Weitere energetisch günstige Isomere leiten sich von einem geschlossenen Ikosaeder ab
(Isomere 2 und 3). Diese können, ebenso wie das D4h-Isomer (4) aufgrund ihrer Rw-
Werte als hauptbeitragende Isomere ausgeschlossen werden (>6%). Eine sehr gute
Übereinstimmung der Modellfunktion mit der experimentellen sMexp-Funktion ist mit
Isomer (6) zu realisieren (Rw = 1,8%), siehe Abbildung 82. Die Rechnungen ergeben
wie im Falle der günstigsten Pd13−-Struktur eine hohe relative Energie und eine sehr
kleine Spinmultiplizität verglichen mit den Isomeren mit den niedrigsten Gesamtener-
gien. Isomer (6) lässt sich am ehesten durch ein an einer Koordinationsstelle geöffnetes
Ikosaeder beschreiben. Eine genauere Analyse lässt jedoch erkennen, dass die geöffnete
Seite aus einem Ring aus sechs anstatt fünf Palladiumatomen gebildet wird. Ebenso sind
zwei gegenüberliegende Kappenatome so angeordnet, dass sie durch leichtes Verschie-
ben mit den übrigen fünf Atomen in eine Ebene gebracht werden können. Man kann die
Struktur als Hybridverbindung zwischen ikosaedrischem Strukturmotiv und
Schichtstruktur verstehen.
Abbildung 82: Experimentelle sMexp-Funktion (schwarze offene Kreise) und theoretische sMtheo-
Funktion (rote Linie) des Isomers mit der besten experimentellen Übereinstimmung von Pd15−.
Die blaue Linie entspricht der gewichteten Abweichung ΔwsM.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-1
0
1
2
(6)
s / Å-1 -1
0
1
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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