7. WocheQuasikristalleW. Steurer Zeitplan WocheIonenkristalle Perowskit kovalente anorganische Verbindungen Zeolithe DLS (Geometrie optimierung) intermetallische Verbindungen WochePulverdiffraktometrie Wocheorganische Kristallchemie und B. Schweizer Strukturdatenbanken Anorganische Kristallchemie

Distance Least Squares (DLS) Optimierung der Geometrie einer Struktur

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

Hypothetische Struktur ChemischChemisch –konsistent mit vorhandenen Daten –Koordinationszahlen –Ladungsausgleich GeometrischGeometrisch –Bindungsabstände –Bindungswinkel –Torsionswinkel Ist das Modell sinnvoll? Modell allein genügt nicht

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

Minimierung von von verwandten StukturenvomModell

109.5(8)˚ 145(10)˚ 1.61(1) Å

MAPO-39 Alumophosphat Kristallsystem Elementarzelle Auslöschungen Raumgruppe Dichte Sorption Al:P 1:1, alternierend tetragonal a = 13.1 Å, c = 5.2 Å h + k + l = 2n I4/mmm oder tiefer T-Atome / 1000 Å 3 8er-Ringe ( I )

13.1 Å 5.2 Å Struktur-Vorschlag für MAPO-39

I4/m I4/m Struktur-Vorschlag für MAPO-39

MAPO-39 Atomkoordinaten Al P O(1) O(2) O(3) Raumgruppe I4/m a = Åc = Å

Al P O(1) O(2) O(3) Z Y X Al P O1 O2 O3

Z Y X ? Al P O1 O2 O3 O2* O2*x, y, -zm O3*y, 1-x, z4 O2**1/2-x, 1/2-y, 1/2-z1 O2***1/2-x, 1/2-y, z-1/22 1 P*1/2-x, 1/2-y, 1/2-z1 P**1-y, x, z4 O3* O2** O2*** P* P**

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

Al O1 O3 O2 O2*PP* P** P O1 O2*** O2** O3*Al Al - O1 Al - O2 Al - O3 Al - O2* Al - O1 - P Al - O2 - P* Al - O3 - P** O1 - Al - O2 O1 - Al - O3 O1 - Al - O2* O2 - Al - O3 O2 - Al - O2* O3 - Al - O2* (Al - O2*) (O1 - Al - O2*) (O3 - Al - O2*) P - O1 P - O2** P - O2*** P - O3* (P - O2***) O1 - P - O2** O1 - P - O2*** O1 - P - O3* O2** - P - O2*** O2** - P - O3* O2*** - P - O3* (O1 - P - O2***) (O2*** - P - O3*) 3 Al-O + 3 P-O Abstände 4 O-Al-O + 4 O-P-O + 3 Al-O-P Winkel Total Anzahl "Beobachtungen" = 9 15

MAPO-39 Parameter Atomkoordinaten Al P O(1) O(2) O(3) Raumgruppe I4/m a = Åc = Å Total Anzahl Parameter13 Parameter Anzahl Parameter (13) < Anzahl Beobachtungen (15) Geometrie-Optimierung kann durchgeführt werden Geometrie-Optimierung kann durchgeführt werden

x yVPI-5

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

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

Alle H 2 O-Moleküle Kanal allein Projektion entlang [001] Trippel-Helix von H 2 O-Moleküle VPI-5