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Dichtefunktionaltheoretische Betrachtungen intermolekularer Wechselwirkungen und thermischer Bewegung in Molekülkristallen und metallorganischen Verbindungen = Investigations of intermolecular interactions and thermal motion in molecular crystals and organometallic compounds based on density-functional theory
2017
Dissertation, RWTH Aachen University, 2017
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak01
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2017-10-27
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2017-09473
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/707838/files/707838.pdf
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/707838/files/707838.pdf?subformat=pdfa
Einrichtungen
- Lehrstuhl für Festkörper- und Quantenchemie und Institut für Anorganische Chemie (151110)
- Fachgruppe Chemie (150000)
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ab-initio-Rechnung (frei) ; Festkörperchemie (frei) ; Gitterdynamik (frei) ; Molekülkristalle (frei) ; anisotrope Auslenkungsparameter (frei) ; anisotropic displacement parameters (frei) ; lattice dynamics (frei) ; molecular crystals (frei) ; solid-state chemistry (frei) ; thermal ellipsoids (frei) ; thermische Ellipsoide (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540
Kurzfassung
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden sowohl intermolekulare Wechselwirkungen als auch thermische Bewegung innerhalb von Molekülkristallen und metallorganischen Verbindungen mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT) untersucht. Für die Untersuchung der intermolekularen Wechselwirkungen wurde eine computerchemische Zerlegung in niederdimensionale Fragmente (Monomere, Dimere und Ketten) durchgeführt. Dabei wurde ein Beitrag zur Untersuchung der Kooperativität von Tetrelbrücken in Kristallen durch auf Grund ihrer Periodizität geeignetere Modellsysteme und zur Betrachtung der Bedeutung von Tetrelbrücken für die Kristallstabilität geleistet. Zudem wurden weitere Möglichkeiten aufgezeigt, für Kristalle relevante $\sigma$-Loch-Wechselwirkungen zu untersuchen. Die anisotropen Auslenkungsparameter (ADPs, engl. Anisotropic Displacement Parameters) wurden mittels dichtefunktionaltheoretischer Gitterdynamikrechnungen ermittelt. Im Zuge dessen wurde die Qualität der ab-initio-Berechnungen der ADPs weiter vorangetrieben, beispielsweise durch die Einbeziehung thermischer Ausdehnung, sodass für viele Verbindungen bis 200 K zuverlässige ADPs berechnet werden konnten. Darüberhinaus wurden weitere Strategien zur Verbesserung der ADP-Berechnung bis hin zu Zimmertemperatur vorgeschlagen und angewandt.In the present work, both intermolecular interactions and thermal motion of molecular crystals and organometallic compounds were investigated by density-functional theory. To investigate the intermolecular interactions, the crystal was computationally taken apart into lower-dimensional fragments (monomers, dimers and chains). In the course of this, the cooperativity of tetrel bonds was investigated in periodic model systems suitable for the investigation of crystals. Moreover, the importance of these bonds for the overall crystal stabilization was assessed. Several strategies to investigate $\sigma$-hole interactions in crystals were pointed out. The anisotropic displacement parameters (ADPs) were calculated based on lattice-dynamics calculations in combination with density-functional theory. In doing so, the ab initio calculation of ADPs was improved, e.g. by including thermal expansion, so that the ADPs can be successfully calculated for several molecular crystals up to 200 K. Moreover, strategies to enhance the ADP calculation up to room temperature were suggested and applied.
OpenAccess: 
PDF 
PDF (PDFA)
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT019506347
Interne Identnummern
RWTH-2017-09473
Datensatz-ID: 707838
Beteiligte Länder
Germany
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