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weichere Potenzialverläufe stärker ausgeprägt: Sowohl die absolute Bindungsenergie
der globalen Minimumstruktur nimmt zu, wie auch der Gradient, der das System in die-
se Atomkonfiguration drängt. Eine wie in der durchgeführten Untersuchung vorliegende
flache und zerklüftete Energiehyperfläche zeigt eine höhere Wahrscheinlichkeit, eine
andere als die thermodynamische Gleichgewichtsstruktur kinetisch über einen längeren
Zeitraum zu binden.
Der Geltungsbereich der erzielten Ergebnisse ist insbesondere bei kompakten Cluster-
strukturen eingehalten, wie sie in dieser Arbeit bei Elementen der Übergangsmetalle
beobachtet werden konnten. Kovalente Bindungsanteile führen in manchen Fällen zu
prolaten Geometrien (z.B. in Bismutclustern, Kapitel 5.2), die u.U. einen stärkeren
strukturellen Kontrast zwischen verschiedenen Regionen des Konfigurationsraums zei-
gen. An Zinnclustern13,373,374, die Strukturen aus Subclustern bilden, konnte dieser Ef-
fekt beobachtet werden. Die Polyeder der Subcluster können klar differenziert werden.
Abschließend sei an dieser Stelle betont, dass das Zuordnen einer Kandidatstruktur mit
Hilfe der Beugungsdaten nicht ausschließlich anhand geometrischer Eigenschaften
(PDF) erfolgt. Eine Vorauswahl der Isomere wird stets anhand quantenchemischer
ab initio Rechnungen getroffen, die die elektronische Gesamtenergie der Isomere be-
wertet. Durch Berücksichtigen mehrerer Strukturen in einem vorhergesagten Energiein-
tervall wird der intrinsischen Ungenauigkeit der DFT-Beschreibung Rechnung getragen.
Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Strukturzuordnung
signifikant erhöht. Die praktischen Probleme liegen stärker in der Schwierigkeit den
Konfigurationsraum vollständig zu erfassen. Dies ist in der hier durchgeführten Studie
gegeben und die Ergebnisse können als empirisch verifiziert und anwendbar betrachtet
werden.
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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