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7. Woche Quasikristalle W. Steurer

Anorganische Kristallchemie. Zeitplan. 1.-4. Woche Ionenkristalle Perowskit kovalente anorganische Verbindungen Zeolithe DLS (Geometrie optimierung) intermetallische Verbindungen 5.-6. Woche Pulverdiffraktometrie. 7. Woche Quasikristalle W. Steurer.

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7. Woche Quasikristalle W. Steurer

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Presentation Transcript

  1. Anorganische Kristallchemie Zeitplan 1.-4. Woche Ionenkristalle Perowskit kovalente anorganische Verbindungen Zeolithe DLS (Geometrie optimierung) intermetallische Verbindungen 5.-6. Woche Pulverdiffraktometrie 7. Woche Quasikristalle W. Steurer 7.-15. Woche organische Kristallchemie und B. Schweizer Strukturdatenbanken

  2. Distance Least Squares (DLS) Optimierung der Geometrie einer Struktur

  3. Distance Least Squares (DLS) Warum optimiert man die Geometrie? • um ideale Startkoordinaten für eine Struktur-Verfeinerung zu erzeugen • wenn Röntgendaten allein nicht ausreichen für eine Struktur-Verfeinerung (Restraints) • um ein hypothetisches Modell zu überprüfen(z.B. bei polykristalline Substanzen)

  4. Distance Least Squares (DLS) Hypothetische Struktur Ist das Modell sinnvoll? • Chemisch • konsistent mit vorhandenen Daten • Koordinationszahlen • Ladungsausgleich • Geometrisch • Bindungsabstände • Bindungswinkel • Torsionswinkel Modell allein genügt nicht

  5. Distance Least Squares (DLS) • Von verwandten Strukturen: • Bindungslängen • Bindungswinkel • Vom Modell: • Symmetrie (Raumgruppe) • Elementarzelle • Atomkoordinaten A = "Beobachtungen" B = Parameter Wenn A > B kann die Geometrie optimiert werden

  6. Minimierung von von verwandten Stukturen vom Modell

  7. 1.61(1) Å 109.5(8)˚ 145(10)˚

  8. Alumophosphat Al:P 1:1, alternierend Kristallsystem tetragonal MAPO-39 Elementarzelle a = 13.1 Å, c = 5.2 Å Auslöschungen h + k + l = 2n ( I ) Raumgruppe I4/mmm oder tiefer Dichte 13-20 T-Atome / 1000 Å3 Sorption 8er-Ringe

  9. 13.1 Å 5.2 Å Struktur-Vorschlag für MAPO-39

  10. Struktur-Vorschlag für MAPO-39  I4/m

  11. MAPO-39 Atomkoordinaten Al 0.37 0.21 0 P 0.21 0.38 0 O(1) 0.32 0.33 0 O(2) 0.35 0.15 0.29 O(3) 0.50 0.23 0 Raumgruppe I4/m a = 13.085Å c = 5.176 Å

  12. Z P Y O2 X Al O1 O3 Al 0.37 0.21 0 P 0.21 0.38 0 O(1) 0.32 0.33 0 O(2) 0.35 0.15 0.29 O(3) 0.50 0.23 0

  13. O2** 1/2-x, 1/2-y, 1/2-z 1 Z Y X P* 1/2-x, 1/2-y, 1/2-z 1 O2* x, y, -z m O2*** 1/2-x, 1/2-y, z-1/2 21 O3* y, 1-x, z 4 P* O2** O3* P O1 O2 Al O2*** O2* ? O3 P** P** 1-y, x, z 4

  14. MAPO-39 Verknüpfung Al P O1 O1 O3* O2* P O2** Al O2 P* O2*** O3 P**

  15. P Al O1 O1 O2* O3* Al O2 P* P O2** O3 O2*** P** MAPO-39 Verknüpfung Al - O1 Al - O2 Al - O3 Al - O2* P - O1 P - O2** P - O2*** P - O3* (P - O2***) (Al - O2*) O1 - Al - O2 O1 - Al - O3 O1 - Al - O2* O2 - Al - O3 O2 - Al - O2* O3 - Al - O2* O1 - P - O2** O1 - P - O2*** O1 - P - O3* O2** - P - O2*** O2** - P - O3* O2*** - P - O3* (O1 - P - O2***) Al - O1 - P Al - O2 - P* Al - O3 - P** (O1 - Al - O2*) (O2*** - P - O3*) (O3 - Al - O2*) 3 Al-O + 3 P-O Abstände 4 O-Al-O + 4 O-P-O + 3 Al-O-P Winkel Total Anzahl "Beobachtungen" 6 11 - 2 = 9 15

  16. MAPO-39 Parameter Parameter 2 2 2 3 2 2 Atomkoordinaten Al 0.37 0.21 0 P 0.21 0.38 0 O(1) 0.32 0.33 0 O(2) 0.35 0.15 0.29 O(3) 0.50 0.23 0 Raumgruppe I4/m a = 13.085Å c = 5.176 Å Total Anzahl Parameter 13 Anzahl Parameter (13) < Anzahl Beobachtungen (15)  Geometrie-Optimierung kann durchgeführt werden

  17. y x VPI-5

  18. VPI-5 O3* Al1 O3 P2 O1 O4* O2 O5 P1 O4 Al2 O6 O7

  19. VPI-5 Al und P alternieren 1/3 der Al-Atome sind oktaedrisch koordiniert

  20. VPI-5 Alle H2O-Moleküle Kanal allein Projektion entlang [001] Trippel-Helix von H2O-Moleküle

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