Quantenmechanische Rechnungen an Boranen und Heteroboranen zur Klärung der Bauprinzipien von Makropolyederstrukturen

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Als Makropolyeder werden Strukturen bezeichnet, die durch "Verschmelzung" von Polyedern entstehen, sogenannten Subclustern, die sich von sphärischen geometrischen Körpern ableiten. Die Verbindungsstelle, die aus einer Ecke, einer Kante oder Fläche bestehen kann, ist gemeinsamer Bestandteil der Subcluster, die den Makropolyeder aufbauen. Während die Bauprinzipien von regulären Borclustern mit bis zu zwölf Vertices gut verstanden sind, ist über die Systematik von makropolyedrischen Boranen und Heteroboranen vergleichsweise wenig bekannt. Verschiedene experimentell bekannte wie auch bislang unbekannte, aber prinzipiell mögliche Makropolyederstrukturen werden mit quantenmechanischen Methoden der Dichtefunktionaltheorie berechnet. Die formalen Reaktionsenergien für die Clusterverschmelzungsreaktion geben Auskunft über die thermodynamische Stabilität der Makropolyeder. Insbesondere soll geklärt werden, welche Subcluster zum Aufbau von Makropolyedern befähigt sind - nur solche, die auch als freie Cluster stabil sind, oder auch spezielle Subcluster, deren Existenz an den Einbau in Makropolyeder geknüpft sind. Schließlich wird untersucht, welche Verknüpfungsart bei welchen Clustern energetisch begünstigt ist.