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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%
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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