Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη των ουδέτερων από άποψη φορτίου ετεροπυρηνικών clusters των μετάλλων των νομισμάτων, με γενικό τύπο Α3Β3 (όπου Α, Β = Cu, Ag ή Αu), καθώς και των επίπεδων και τρισδιάστατων clusters αυτών, που σταθεροποιούνται με την προσθήκη διάφορων ligands. Προσδιορίζονται όλες οι πιθανές δομές αυτών των clusters και μελετάται εκτενώς η σταθερότητα, η διαμόρφωση, η δεσμικότητα, καθώς και τα φάσματα απορρόφησής τους. Αρχικά, στο θεωρητικό μέρος δίνονται οι βασικές αρχές της κβαντικής θεωρίας μαζί με όλες τις απαραίτητες πληροφορίες, καθώς και το απαιτούμενο υπόβαθρο για την κατανόηση των αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται στο πειραματικό μέρος της εργασίας. Στη συνέχεια, στο πειραματικό μέρος, γίνεται η επεξεργασία των αποτελεσμάτων, δηλαδή μία μελέτη όλων των γεωμετρικών δομών, όπως αυτές υπολογίστηκαν στο επίπεδο της DFT και συγκρίνεται η σταθερότητα των clusters με βάση την ενέργεια σύνδεσης και την ενέργεια μίξης που παρουσιάζουν. Όλα τα clusters των μετάλλων των νομισμάτων που μελετήθηκαν, αποτελούν ενεργειακά σταθερά μόρια με θετικές ενέργειες μίξης και σύνδεσης και ευνοούνται θερμοδυναμικά απέναντι στα ελεύθερα άτομα Au, Ag και Cu. Υπάρχει επίσης μία σαφής μεταφορά φορτίου, κυρίως στα clusters χρυσού-χαλκού και χρυσού-αργύρου, που ενισχύει την ύπαρξη ηλεκτροστατικού χαρακτήρα στο δεσμό μεταξύ των μετάλλων. Εξετάστηκαν επίσης, τα πιθανά μονοπάτια ανάπτυξης (Growth Format) για όλα τα ουδέτερα clusters που μελετήθηκαν και εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα για τους πιθανούς τρόπους παρασκευής τους. Ο αρωματικός χαρακτήρας των εσωτερικών τριμελών δακτυλίων, όλων των υπό μελέτη ενώσεων, διαπιστώθηκε με τη χρήση αρκετών καθιερωμένων δομικών, ενεργειακών και μαγνητικών (NICS-scan-profiles) κριτηρίων. H μελέτη των δισδιάστατων απεικονίσεων της ELF, αποδεικνύει την ύπαρξη ισχυρού απεντοπισμού ηλεκτρονιακής πυκνότητας που με τη σειρά του καταδεικνύει την ύπαρξη αρωματικότητας. Επίσης με την τρισδιάστατη απεικόνιση της ισοεπιφάνειας (isosurface) της RDG (Reduced Density Gradient), υποδεικνύεται η ύπαρξη μη δεσμικής αλληλεπικάλυψης στο εσωτερικό των τριμελών δακτυλίων, η οποία οφείλεται κυρίως στις στερεοχημικές απωθήσεις (steric repulsions). Οι δίσκοι που σχηματίζονται στην απεικόνιση της RDG, στη περιοχή ανάμεσα κυρίως στα περιφερειακά άτομα των μετάλλων των νομισμάτων, καταδεικνύουν τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις (metallophilicity) μεταξύ των ατόμων. Τέλος από την φασματοσκοπική μελέτη IR και UV-Vis εξάγονται χρήσιμα στοιχεία για την οιαδήποτε προσπάθεια ταυτοποίησης των εν λόγω ενώσεων.
Accurately extracting the signature of intermolecular interactions present in the NCI plot of the reduced density gradient versus electron density
