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132 Strukturen von Metallclusterionen
Abbildung 109: links – Ladungszustandsabhängigkeit der Wasserstoffanzahl in Palladium-
clusterionen sowie ein Schema möglicher Adsorptionsmodi. Das maximale Verhältnis H/Pd
liegt für Anionen bei 2,3 (Pd7−), für Kationen bei 2,0 (Pd13+) und sinkt auf 0,6 (Pd70−) bzw. 1,1
(Pd70+). rechts – Die Variation der H2-Menge im Trägergas von 0 bis 65 sccm zeigt eine Sätti-
gung der Wasserstoffbelegung bereits ab 0,5 sccm (blaue Kurve).
5.4.2 Einfluss auf die Clusterstruktur
Aufgrund der beobachteten starken Abhängigkeit von der Clusterpolarität und der Mög-
lichkeit, dass eine unterschiedliche Sättigungsbelegung des Wasserstoffs sowohl struk-
turell bedingt (z.B. verschiedene Anzahl Oktaeder- oder Tetraederlücken) als auch auf-
grund unterschiedlicher Kinetik der Oberflächenreaktionen (molekulare Physisorption,
dissoziative Chemisorption, u.a.) auftreten kann, sind für verschiedene Größen (n = 13,
26, 38 und 55 Atome) Streubilder beider Ladungszustände vergleichend analysiert wor-
den (siehe Abbildung 110).
Die Pd26−/+-Td-Strukturen (siehe Abschnitt 5.3.2 und 5.3.4) zeigen im wasserstoffbehan-
delten Experiment eine signifikante Veränderung ihrer sMexp-Funktionen. Dies deutet
auf eine globale strukturelle Umwandlung zu einem neuen Bindungsmotiv hin. Dabei
können vergleichend für beide wasserstoffexponierte Clusterionen signifikante Unter-
schiede zwischen dem positiv und negativ geladenen Cluster beobachtet werden, was
auf unterschiedliche Palladiumordnungen in Pd26(Hx)−/+ hindeutet. Die drei weiteren
untersuchten Cluster zeigen weniger stark ausgeprägte Wechsel im sM-Funktions-
verlauf, weshalb geringere strukturelle Änderungen anzunehmen sind. Festzustellen
bleibt: Im Falle großer Cluster (n = 38 und 55) bleibt das Strukturmotiv – sowohl im
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
1350 1400 1450
Pdn
+
Clustergröße (Pd Atome)
Pdn
−
H/Pd 0,6
H/Pd 1,1
2,0
2,3
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
3900 3950 4000 4050 4100 4150 4200
kein H2
0,5 sccm
15 sccm
20 sccm
33 sccm
45 sccm
65 sccm
kein H2
(+21 amu)
m/z (amu)
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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
- Titel
- Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
- Autor
- Thomas Rapps
- Verlag
- KIT Scientific Publishing
- Datum
- 2012
- Sprache
- deutsch
- Lizenz
- CC BY-NC-ND 3.0
- ISBN
- 978-3-86644-878-0
- Abmessungen
- 21.0 x 29.7 cm
- Seiten
- 390
- Schlagwörter
- Elektronenbeugung, Nano-Metallcluster, Gasphase, massenselektiv, Strukturbestimmung
- Kategorien
- Naturwissenschaften Chemie
Inhaltsverzeichnis
- 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