Page - 157 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

3d-/4d-/5d-Übergangsmetallcluster aus 55 Atomen 157 Oberflächen- zu Volumenatomen. Unterhalb der 20 kompakten (111)-Flächenv findet man weitere vier Atome, die pyramidenförmige bzw. Tetraeder-Fragmente mit einer fcc-Schichtfolge (ABC) bilden (siehe Abbildung 128). Die letzte Schicht (C) wird dabei in allen 20 Fällen vom Zentralatom repräsentiert. Trotz der offensichtlichen fcc-Kanten- defekte an den Schnittstellen der Fragmente ist die Gesamtstruktur gleichzeitig relativ dicht gepackt. Eine Aneinanderreihung von fünf Tetraedern an ihren Flächen zu einer pentagonalen Bipyramide weist eine räumliche Spalte von 7,3° auf.259 Eine geschlosse- ne ikosaedrische Anordnung von 20 Tetraedern führt zu geometrischem Stress auf Abbildung 128: Der Mackayikosaeder entspricht einer „frustrierten“ d.h. unter Spannung ste- henden Tetraederpackung aus 20 flächenverknüpften fcc-artigen Fragmenten (eins davon ist exemplarisch blau eingefärbt) mit dem einzelnen gemeinsamen Zentralatom als formale dritte Schicht (C). den Gesamtkörper, d.h. sowohl entferntere wie auch direkte Nachbaratome können nicht mehr in allen Fällen Positionen mit einem optimalen Abstandswert zueinander einnehmen. Da die Koordination der (Volumen-)Atome insgesamt jedoch sehr groß ist (KZ 12), würde man diese Atomanordnung für alle finiten Nanopartikel dieser Größe erwarten, sofern ihre aufbauenden Elemente bevorzugt ungerichtete Bindungen formen. Dies kann man deshalb auch bei Übergangsmetallen mit einem hohem s-Anteil der Va- lenzen oder Edelgasen vermuten bzw. finden. Die Anpassungen der Modellfunktionen an das Beugungsspektrum kann man in allen hieran folgenden dargestellten Fällen sehr gut mit einer Ih-Symmetrierestriktion durch- führen. Da bei den untersuchten anionischen Clustern aufgrund der elektronischen Be- setzung ausnahmslos Jahn-Teller-Effekte zu erwarten sind, ist eine vorhandene Sym- metrieerniedrigung durch Verzerren der zugrunde liegenden Clusterstruktur wahr- scheinlich. Diese kann anhand der nun vorliegenden Daten als sehr gering bewertet werden. Die schlechteste Übereinstimmung mit einer hochsymmetrischen Modellstruk- v Die Herkunft des Namens entstammt dem Griechischen: eikosi (zwanzig) und hedra (hier für geomet- rische Fläche), d.h. Zwanzigflächner.