Page - 219 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Kupfercluster 219 6.1.3 Zusammenfassung und Diskussion Die untersuchten Kupferclusteranionen im Größenbereich von 19–40 Atomen weisen alle ein charakteristisches Beugungsmuster auf, das durch ein polyikosaedrisches Bin- dungsmotiv erklärt werden kann. Dieser Strukturtyp zeichnet sich durch ein häufig wie- derholtes Auftreten der 19-atomigen Doppelikosaeder-Einheit aus, die durch Ver- schmelzen zweier 13-atomiger Ikosaeder gebildet werden kann. Eine dieser Familie angehörige Struktur, die sich aber von der des Kupferclusters Cu26− unterscheidet, wur- de ebenso für den Palladiumcluster Pd26−/+ gefunden (siehe Kapitel 5.3). In Abbildung 162 sind Paarverteilungsfunktionen (PDF) der in diesen Clustern auftauchenden Grund- bausteine dargestellt. In einem perfekten Ikosaeder mit 13 Atomen treten neben einem Abstand zum nächsten Nachbarn in nahezu gleicher Anzahl übernächste Nachbarab- stände auf. (Das Zentralatom besitzt in der Grundstruktur noch keine übernächsten Nachbaratome). Man erhält insgesamt an drei Stellen Funktionswerte der PDF mit den Längen 1a, 1,6a, 2a. Eine zur modifizierten molekularen Beugungsintensität sMtheo füh- rende Superposition von Sinusfunktionen ergibt im charakteristischen Fingerabdruck- bereich der Streufunktion polyikosaedrischer Strukturen (s ≈ 5,5Å-1) eine Schulter. Ausgeprägter zeigt sich dieses Doppelmaximum nach Erweitern der PDF um einen um Faktor 2,5 größeren Abstand im Cu19-Baustein (rote Sinuskurve). Dieser entspricht den sich diagonal gegenüberliegenden Atompaaren zweier weiter auseinander liegender Pentagonanordnungen. Die Phase der Sinusfunktion besitzt an der Position des Dop- pelmaximums einen negativen Wert und der entsprechende Funktionswert löscht einen Bereich in der Mitte der positiven Funktionswerte der Sinusfunktionen nächster Ab- stände (blaue Kurve). Abbildung 162: Ursache des für polyikosaedrische Strukturen typischen Beugungsmusters mit Doppelmaximum der Streufunktion um s ≈ 5,5Å-1. In der PDF (gaußförmig verbreitert mit σ = 0,05Å) tauchen viele um den Faktor 2,5 größere übernächste Nachbarabstände auf (2,7Å/6,6Å). 4,3Å 2,7Å 5,3Å 6,6Å 7,7Å 5,5Å 4,7Å (Faktor x2,5) Paarverteilungsfunktion (PDF) sMtheo ~ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 d / Å d / Å * Cu13 Cu19 sin(d·s) d Σ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 s / Å-1 Cu13 Cu19 d1 = 2,7Å d2 = 6,6Å σ = 0,05Å Cu13 Cu19