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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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262 Statistische Untersuchungen zur Datenanalyse Die Abweichung der Summe aller oben aufgelisteten Vertreter verschiedener Bin- dungsklassen gegenüber der Gesamtgröße des Ensembles resultiert aus den strukturellen Eigenschaften von vier Isomeren. Sie weisen eine hybride Struktur auf, die sowohl ein Oktaeder- wie auch ein PBPY-Fragment enthält. Die Ziele der CNA-Analyse bestehen in der systematischen Einteilung aller Strukturen in Gruppen und ggf. Untergruppen, die sich bezogen auf die molekulare Streufunktion bzw. den Gütefaktor ähneln, sowie in der quantitativen Bestimmung der Unterscheid- barkeit der Gruppenmitglieder untereinander mit Hilfe des R-Wertes. Die Bildung von den oben vorgeschlagenen Teilensembles und die Überprüfung der Wiederfindbarkeit einer Modellstruktur innerhalb des Mutterensembles und eines strukturtypfremden zeigt, dass die multimodalen Verteilungen aus Abbildung 181 (rechts) erfolgreich zer- legt werden können. Dies gelingt umso feiner, je eindeutiger das Teilensemble definiert wird (siehe später die Diskussion zu Häufigkeiten eines Strukturfragments innerhalb eines Isomers). In Abbildung 183 sind die Häufigkeiten der berechneten R-Werte von Modellstrukturen an eine simulierte Streufunktion ausgewählter Vertreters desselben oder eines unterschiedlichen Teilensembles dargestellt. Die Intervallgrenze der Darstel- lung ist auf ΔR = 0,5% festgelegt. Abbildung 183: R-Wert-Häufigkeiten aus Fits der PBPYx1-Ensemblevertreter an simulierte Beugungsbilder von PBPYx1-Strukturen (oben links), der PBPYx1-Ensemblevertreter an OCTx1-Strukturen (oben rechts), der OCTx1-Ensemblevertreter an OCTx1-Strukturen (unten links) und der OCTx1-Ensemblevertreter an PBPYx1-Strukturen (unten rechts). Die gestrichelte Linie markiert ein statistisches Lagemaß. 0 10 20 30 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 simuliertes Isomer 0 10 20 30 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 simuliertes Isomer 0 10 20 30 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 simuliertes Isomer 0 10 20 30 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 simuliertes Isomer
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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

  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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