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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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331 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Anharmonische Parameter einiger fcc-Kristallstrukturen. .......................... 31 Tabelle 2: Ionenradien (Fe, Co, Ni) in oktaedrischen Komplexen in Abhängigkeit des formalen Ladungszustands. ................................................................... 66 Tabelle 3: Relative elektronische DFT-Energien der Isomere von Bi13+ unter Verwendung eines einkomponentigen und eines zweikomponentigen Ansatzes. ...................................................................................................... 89 Tabelle 4: Relative elektronische DFT-Energien von Pd26– unter Verwendung verschiedener Funktionale und Basissätze. .................................................. 96 Tabelle 5: Relative elektronische DFT-Energien von Pd23− unter Verwendung verschiedener Funktionale und Basissätze. ................................................ 107 Tabelle 6: Skalierungsfaktor kd der Bindungslängen in Abhängigkeit der verwendeten theoretischen Methode für Pd13−–(6) und Pd26−–(2). ............ 124 Tabelle 7: Die drei freien Strukturparameter des Ih-Mackayikosaeders mit zwei abgeschlossenen Schalen. .......................................................................... 159 Tabelle 8: Daten zu Clustern der fcc-Übergangsmetalle (Ih-Mackayikosaeder). ....... 160 Tabelle 9: Daten zu Clustern der bcc-Übergangsmetalle (Cs-Finnis-Sinclair). .......... 169 Tabelle 10: Die für den Magnetimus von 3d-Übergangsmetallen wesentlichen Wechselwirkungen sowie die daraus resultierende Energieaufspaltung und zugehörige magnetische Effekte. ........................................................ 171 Tabelle 11: Mittlere Schwingungsamplitude L der zwei Strukturisomere der fcc- und bcc-Elemente (Ih, Cs)........................................................................... 173 Tabelle 12: Daten zu Clustern der hcp-Übergangsmetalle (Drittes Bindungsmotiv). .. 177 Tabelle 13: Magische Clustergrößen bei Schalenabschlüssen k des Ikosaeders. ......... 187 Tabelle 14: Kritische Größen (N) der Strukturübergänge Ih→Dh und Dh→fcc bestimmt mit semiempirischen Potenzialen (Ni, Cu, Ag). ........................ 188 Tabelle 15: Berechnete Rw-Werte der Cluster M147− (M = Ni, Cu, Ag). ...................... 193 Tabelle 16: Berechnete Rw-Werte der Cluster Mn− (M = Ni, Cu, Ag; n = 71, 105, 116, 147 und 251).. .................................................................................... 196 Tabelle 17: Berechnete Rw-Werte der Cluster Con− (n = 71, 105, 116, 147 und 251). . 197 Tabelle 18: Absolute mittlere Bindungslängen der Cluster Mn─ (M = Co, Ni, Cu, Ag; n = 71, 105, 116, 147, 251), mittlere Schwingungsamplitude L sowie mittlere Anzahl nächster Nachbarn <NN>. ..................................... 200 Tabelle 19: Fitparameter der Modellstrukturen des Clusters Cu34− von Anpassungen an Beugungsdaten kalter und heißer Clusterionen. .................................... 218 Tabelle 20: Absolute mittlere Bindungslängen und relative thermische Ausdehnung von Kupferclustern. Vergleich mit bekanntem Ausdehnungsverhalten des Festkörpers bei tiefen Temperaturen. .................................................. 222 Tabelle 21: Abhängigkeit des gefundenen elektronischen Grundzustands von Cu56– bezüglich der Rechenmethode. .................................................................. 227 Tabelle 22: Vergleich der DFT- und semiempirisch berechneten relativen Energien der Isomere von Cu54−, Cu56− und Cu57−. ................................................... 232
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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

  1. Abstract
  2. 1 Einleitung 1
  3. 2 Elektronenbeugung in der Gasphase (GED) 5
    1. 2.1 Einführung in die Streutheorie 7
    2. 2.2 Streuung am Molekül 9
    3. 2.3 Anwendung der Streutheorie 10
    4. 2.4 Näherungen 11
  4. 3 Das TIED-Experiment 15
    1. 3.1 Das Vakuumsystem 17
    2. 3.2 Die Clusterquelle 17
    3. 3.3 Das Flugzeitmassenspektrometer 20
    4. 3.4 Der Massenfilter 21
    5. 3.5 Die Paulfalle 23
    6. 3.6 Durchführung des Beugungsexperiments 27
    7. 3.7 Datenanalyse 29
  5. 4 Heuristik der Clusterstrukturfindung 35
    1. 4.1 Dichtefunktionaltheorie 35
    2. 4.2 Genetischer Algorithmus (GA) 42
  6. 5 Strukturen von Metallclusterionen 45
    1. 5.1 Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster (M@Aun−, M = Fe, Co, Ni; n = 12–15) 45
    2. 5.2 Ladungsabhängige Strukturunterschiede von kleinen Bismutclustern 68
    3. 5.3 Palladiumcluster (Pdn−/+, 13 ≤ n ≤ 147) 91
    4. 5.4 Wasserstoffadsorptionseigenschaften von massenselektierten Palladiumclustern 128
    5. 5.5 3d-/4d-/5d-Übergangsmetallcluster aus 55 Atomen 152
    6. 5.6 Strukturelle Entwicklung später Übergangsmetallcluster (Co, Ni, Cu, Ag) 184
  7. 6 Der Temperatureinfluss auf die Gleichgewichtsstruktur von Metallclusterionen 205
    1. 6.1 Kupfercluster (Cun−, 19 ≤ n ≤ 71) 205
    2. 6.2 Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Kupfercluster (Cu55±x−, x = 1–2) 226
    3. 6.3 Aluminiumcluster (Aln−, 55 ≤ n ≤ 147) 240
  8. 7 Statistische Untersuchungen zur Datenanalyse 259
  9. 8 Zusammenfassung und Ausblick 273
    1. Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen 279
      1. A.1 Entwicklung der Clusterstruktur verschiedener Elemente der Gruppe 14 (Si, Sn, Pb) 279
      2. A.2 Schmelzen des Clusters Pb55− 283
      3. A.3 Der Zinncluster Sn13+ 379 286
      4. A.4 Strukturmotiv von Clustern des bcc-Elements Tantal 288
      5. A.5 Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Silbercluster (Ag55±x−, x = 1–2) 290
      6. A.6 Möglicher Strukturübergang bei Silberclusterionen (Agn−, n = 80–98) 295
      7. A.7 Reine Goldcluster größer 20 Atome 296
    2. Anhang B: Apparative Entwicklung 305
      1. B.1 Erhöhung der Sensitivität 305
      2. B.2 Designstudie zur Auflösungserhöhung des TOF-Instruments 306
    3. Anhang C: Einfluss der Fallengeometrie auf große Streuwinkel 311
    4. Anhang D: CNA-Analyse des zehnatomigen Strukturensembles 313
  10. Abbildungsverzeichnis 321
  11. Tabellenverzeichnis 331
  12. Literaturverzeichnis 333
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