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110 Strukturen von Metallclusterionen
„Insel“ handelt. Die DFT-Problematik wurde an einem weiteren Cluster (Pd23−) über-
prüft (s.o.).
Abbildung 94: Experimentelle sMexp-Funktion (schwarze offene Kreise) und theoretische sMtheo-
Funktion (rote Linie) der Isomere 1 und 2 von Pd26−. Die blaue Linie entspricht der gewichteten
Abweichung ΔwsM.
In Abbildung 93 sind ebenso Clusterstrukturen von Pd38− dargestellt. In diesem Größen-
bereich ist das Ausbilden einer dritten Schicht möglich, sodass neben dem Zentralatom
und den Oberflächenatomen auch in Atome unter der Oberfläche differenziert werden
kann. Eine festkörperähnliche Struktur (Isomer 38–(2)) für diese Größe kann experi-
mentell ausgeschlossen werden (Rw = 9,5%). Unter den analysierten Strukturen können
zwei verschiedene Strukturmotive mit einem kleinen Rw-Wert gefunden werden: Die
beste Übereinstimmung (Rw = 2,8%) zeigt das schraubenartig verdrehte Isomer 38–(1),
das unter den untersuchten Strukturen die niedrigste Gesamtenergie bei einer hohen
Spinmultiplizität (M = 16) ergibt. Die Position eines Zentralatoms ist darin nicht be-
setzt, stattdessen findet sich ein Oktaeder aus sechs Palladiumatomen. Der Kern des
D4h-Isomers 38–(3) wird ebenfalls durch ein regelmäßiges Oktaeder gebildet. Die DFT-
Rechnungen ergeben eine minimale Spinmultiplizität bei gleichzeitig hoher Symmetrie.
In den untersuchten Fällen war typischerweise eine hohe Spinmultiplizität bei Clustern
mit Punktgruppen einer hohen Ordnung zu finden. Eine verringerte Spinmultiplizität
wie in diesem Fall spricht für einen möglicherweise großen Fehler in der berechneten
elektronischen Gesamtenergie, weshalb die relative Energie von +0,39 eV kein Aus-
schlusskriterium darstellt. Die Anpassung beider Isomere an die experimentellen Daten
ist in Abbildung 95 dargestellt. Man kann vergleichbare Rw-Werte für beide Strukturen
berechnen (2,8% bzw. 3,0%).
-2
-1
0
1
2
3
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-2
-1
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1
2
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(2)
(1)
s / Å-1 -5
0
5
-5
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