Kleine Alkali- und Erdalkalimetall-Cluster in kryogenen Matrices

Abstract

Isolierte Metallcluster in kryogenen Matrices wurden mittels Ramanspektroskopie charakterisiert. Der Einfluss von Matrixeffekten wurde für Wasserstoff- und Deuterium in unterschiedlichen Matrixmaterialien untersucht. Hauptthema der Arbeit waren kleine, ligandenfreie Cluster der Alkalimetalle Lithium bis Cäsium, sowie von Magnesium als Vertreter der Erdalkalimetalle. Es zeigte sich dabei, dass sich die Clusterpopulationen innerhalb der Reihe der Alkalimetalle systematisch verändern. Die schwereren Alkalimetalle bilden bevorzugt sehr kleine Cluster, während bei den leichteren vor allem der sogenannten Magische Cluster Me8 zu finden ist. Bei Magnesium besteht die Clusterpopulation grösstenteils aus dem Magischen Cluster Mg4. Alle Ergebnisse werden durch Dichtefunktional- bzw. Ab Initio-Rechnungen gestützt.

Isolated metal clusters were characterized employing Raman spectroscopy. The influence of matrix effects was investigated for hydrogen and deuterium in several matrix materials. The main topic were small naked clusters of the alkaline metals lithium to cesium and of magnesium which represented the alkaline earth metals. A systematic change in the cluster population was visible for the alkaline metals. The heavier alkaline metals preferably form very small clusters, while for lighter alkaline metals predominantly the so called magic cluster M8 can be found. For magnesium the cluster population consists to a large extent of the magic cluster Mg4. All results are supported by density functional and ab initio calculations, respectively.