II. Wissenschaftliche Vorträge

phisch). Quantenchemische Rechnungen an den erhältlichen Systemen zeigten,
dass viele dieser ligandenstabilisierten Metallcluster elektronische Strukturen auf-
weisen, die zum Jellium-Schalenmodell analog sind. Wenn man den meist elekt-
ronenziehenden Charakter der Liganden berücksichtigt, stellt sich nämlich heraus,
dass die Metallclusterkerne - auf ihre delokalisierten s'-Elektronen bezogen - wie-
der die gleichen abgeschlossenen Jellium-Schalen ausbilden (und damit auch die
gleichen magischen Zahlenfolgen). Wegen der Analogie der Jellium-Schalen zum
Atom-Modell wurden diese ligandenstabilisierte Gold- und Silbercluster dann
auch in der Literatur fortan als „Superatom-Komplexe" bezeichnet [5].
Natürlich ist es stark vereinfachend, die Rolle der Liganden in diesen Su-
peratom-Komplexen nur als „elektronenziehend" und ansonsten „stabilisierend"
abzutun. Es gibt viele Aspekte der Cluster, die eine weitergehende Aufklärung der
statischen und dynamischen Wechselwirkungen zwischen Liganden und Metall-
clusterkernen erfordern. Zum Beispiel hat der sterische Anspruch der Liganden
eine Auswirkung auf die in der Synthese erreichbaren Clustergrößen. Auch kön-
nen auf oxidischen Trägern deponierte ligandenstabilisierte Goldsuperatome kata-
lytische Aktivität aufweisen - besonders nach Aktivierung durch partielle Ablösung
der Ligandenhülle. Desweiteren zeigen die Superatom-Komplexe vielfach charak-
teristische optische Eigenschaften, z.B. ausgeprägte lichtinduzierte Kern-Ligand
Ladungstransfer-Anregungen, die es in nackten Clustern nicht geben kann. Zum
verbesserten Verständnis und Optimierung dieser und anderer Eigenschaften der
Superatom-Komplexe lassen sich die entsprechenden Bindungsverhältnisse über
Hybrid-Massenspektrometrie untersuchen.
Dazu zum Schluss noch ein aktuelles Beispiel, das auf lonenmobilitätsspek-
trometrie in Kombination mit hochauflösender Massenspektrometrie basiert
(IMS-MS). lonenmobilitäten misst man, in dem man die zu untersuchende lo-
nensorte mit einem inerten Gas (z.B. Helium Atomen) bei vergleichsweise gerin-
gen Relativenergien stoßen lässt. In der einfachsten Variante geschieht das analog
zur säulenchromatographischen Trennung - man zieht das (massenselektierte) Ion
mit einem statischen elektrischen Feld langsam durch eine mit Inertgas gefüllte
Stoßzelle. Aus der Retentionszeit bzw. der Ankunftszeit am Detektor hinter der
Stoßzelle kann man dann den mittleren Stoßquerschnitt (CCS) der lonensorte be-
stimmen. Die CCS ist eine Funktion der lonenstruktur und experimentelle CCS-
Werte können in Kombination mit Strukturmodellen genutzt werden, um Struktur
und ggf. auch Strukturdynamik der massenselektierten Ionen zu charakterisieren.
Die derzeit höchsten mit IMS-MS erreichbaren CCS-Auflösungen liegen im Be-
reich von ca. 103. Diese Geräte erlauben zudem auch noch IMS-Messungen an
Fragmentionen - sogenannte IMS" Experimente je nach der Fragmentgeneration,
n [6]. Das liefert letztendlich für komplexe Molekülionen ein multidimensionales
Gesamtbild der Struktur, Zusammensetzung und der Bindungsverhältnisse - ganz
im Sinne des Schälens einer Zwiebel.

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