Page - 176 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

176 Strukturen von Metallclusterionen Die auf die oben beschriebene Art gefundene Kandidatstruktur entstammt einem FS- Potenzial. Sowohl die DFT-Beschreibung (globales Minimum) wie auch ihr berechneter Rw-Wert begünstigen die Struktur gegenüber anderen Isomeren. Das Element Zr besitzt zahlreiche (mutmaßliche) lokale Minimumsgeometrien mit relativ kompakten Geomet- rien (siehe Abbildung 137). Neben dem nicht abgebildeten Inodekaeder (D5h, +4,86eV, Rw = 19,5%) wurden v.a. isomere Strukturen des Mackayikosaeders überprüft. Das zugeordnete Isomer (1) kann keiner eindeutigen Kategorie zugewiesen werden. Es besitzt sowohl offene Flächen vergleichbar einer FS-Struktur als auch mehrere vollstän- dige fünfzählige Kappen auf einer gegenüberliegenden Seite. Auffallend ist die höhere Tendenz zu hexagonalen Anordnungen auf der Oberfläche. Diese entstehen aus der Grundstruktur eines Mackayikosaeders, indem die gegenüber einer gemeinsamen Kante liegenden Oberflächenatome aus den Dreiecksflächen heraustreten und in einer neuen gemeinsamen Ebene zum Liegen kommen. Man könnte die so geformte Struktur am ehesten als einen oberflächenmodifizierten Ikosaeder bezeichnen, der jedoch auch hyb- ride (konkave) Strukturbereiche einer FS-Struktur besitzt. Abbildung 137: Verschiedene überprüfte vom Mackayikosaeder abgeleitete Isomere von Zr55– mit Schoenflies-Punktgruppe, relativer Energie gegenüber dem zugeordneten Isomer (1) und Rw-Wert. Die absoluten mittleren Bindungslängen übertreffen die bisher für 55-atomige Über- gangsmetallcluster gefundenen (siehe Tabelle 12). Die Werte liegen unterhalb des Fest- körpers und erreichen 94% bzw. 97% der dort realisierten Abstände. Die erreichten Bindungsenergien sind laut DFT-Rechnungen vergleichbar mit Nachbargruppe 5 und betragen ca. 80% der hcp-Phase. Der relative energetische Abstand zu einer Ih-Struktur ist gegenüber den bcc-Elementen deutlich geringer. Hierin begründet sich möglicher- weise ebenso das abweichende Bindungsmotiv von Co55–. 2. C5, +0,13eV Rw = 8,1% 3. Th, +0,15eV Rw = 15,8% 5. Ih, +0,37eV Rw = 17,6% 6. C5, +0,97eV Rw = 8,1%