Wechselwirkungen kleiner fluorhaltiger Moleküle unter kryogenen Bedingungen
Feller, Michael - Ludwig-Maximilians-Universität München (2016)
Am Anfang der Arbeiten stand die Entwicklung experimenteller Methoden zur Züchtung der Einkristalle bei tiefen Temperaturen. Die Charakterisierung des festen Aggregatzustands ausgewählter niedrigschmelzender Verbindungen wurde dann mittels in situ Einkristallröntgendiffraktometrie in einem Temperaturbereich von -39°C bis -152°C durchgeführt. Die Züchtung geeigneter Einkristalle wurde durch Translation der Kapillare und Variation der Flussgeschwindigkeit des Kaltgasstroms erreicht. Mit der verwendeten Technik konnten zum einen schwer kristallisierbare Substanzen, wie das glasartig erstarrende 2,3,3,3-Tetrafluorpropen, und zum anderen korrosive Verbindungen mit hohen Dampfdrücken, wie das Carbonylfluorid, untersucht werden. Am Beispiel des Carbonylfluorides konnte außerdem gezeigt werden, dass sehr reaktive Substanzen mit einer geeigneten Präparationstechnik bei niedrigen Temperaturen kristallisiert werden können.
Generell ist eine Verbesserung der Kristallisationstechnik durch die Automatisierung der Heizprozesse nicht zwingend notwendig, da jede Verbindung, bedingt durch ihre substanzspezifischen Parameter, individuell behandelt werden muss. Die Minimaltemperatur der verwendeten Kühleinheit ist mit 100 K angegeben. Dies ist zugleich das untere Temperaturlimit für Kristallisationexperimente. Nur eine Verwendung von flüssigem Helium statt des Kältemittels Stickstoff würde den möglichen Temperaturbereich für weitere Experimente vergrößern.
Die in situ Einkristallröntgendiffraktometrie wurde an einer Reihe ausgewählter Verbindungen durchgeführt, die im Folgenden beschrieben werden.