Englische Übersetzung des Titels: dense packed structures via hexagonal layers : a packing analysis of the Cambridge Structural Database

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Abstract

Die Eigenschaften von Molekülkristallen werden nicht nur durch die Eigenschaften der Moleküle bestimmt, welche die Kristallpackung aufbauen, sondern ebenso durch die Art der Packung im Kristall. Während die Eigenschaften der Moleküle im allgemeinen gut verstanden sind, ist die Art der Packung von Molekülen in einem Kristall wesentlich weniger gut bekannt. In vielen Fällen wird sie auch nicht weiter analysiert. Dies liegt wenigstens zum Teil daran, daß geeignete Werkzeuge für die Analyse molekularer Packungsmuster fehlen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung von Algorithmen und Werkzeugen für die automatische Packungsanalyse großer Datenbestände. Von den verschiedenen Ansätzen, die hierbei verfolgt wurden, hat sich die Klassifzierung von Packungen in Bezug auf das Vorliegen und die Stapelung von dichtest gepackten Schichten besonders bewährt. Eine Korrelation zwischen der Molekülform, angenähert durch das Ellipsoid der zweiten Momente, und dem Packungsmuster läßt sich in vielen Fällen auffinden. Das aufregendste Ergebnis dieser Untersuchung ist die Erkenntnis, daß über 30% der analysierten Packungsmuster (130 000 Strukturen der Cambridge Structural Database) durch das Vorliegen dichtest gepackter Ebenen charakterisiert sind.

Übersetzung des Abstracts (Englisch)

The properties of molecular crystals depend on the properties of the molecules as well as the kind of packing of these molecules within the crystalline material. While the molecular properties are generally well understood, the kind of packing of molecules within a crystal is far less well understood and is in many cases not even analysed. This is in part due to the fact, that appropriate tools for the analysis of molecular packing are missing. The research described in this thesis focuses on developing algorithms and tools for an automatic analysis of large databases in this respect. From the different approaches taken, classification of packings with respect to the presence and stacking of close packed layers proved most successful. If the shape of the molecules is approximately described by their second moment ellipsoids, correlations between the ellipsoidal shape and the kind of packing are evident. The most exciting finding of this work is that more than 30% of the packings analysed (130 000 structures from the Cambridge Structural Database) are characterised by the presence of close packed layers.