eder und ihre Symbole - KemnitzLab
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Die wichtigsten<br />
Koordinationspoly<strong>eder</strong><br />
<strong>und</strong> <strong>ihre</strong><br />
<strong>Symbole</strong>
Zwei verschiedene Arten von Lücken: Tetra<strong>eder</strong> <strong>und</strong> Okta<strong>eder</strong><br />
In Packung aus n Kugeln: n Okta<strong>eder</strong>lücken Größe der OL: (√2-1)r = 0,414r<br />
In Packung aus n Kugeln: 2n Tetra<strong>eder</strong>lücken Größe der TL: (√3/2-1)r = 0,225r
Dichtest gepackte Strukturen<br />
kubisch dichteste Packung<br />
cubic closed packing – ccp<br />
ABCABC<br />
hexagonal dichteste Packung<br />
hexagonal closed packing – hcp<br />
ABABAB<br />
PD = 74%<br />
KZ = 12
Raumzentrierte <strong>und</strong> primitive Strukturen<br />
body centered cubic<br />
bcc<br />
KZ: 8 (+ 6)<br />
PD: 68%<br />
KZ: 6<br />
nur Polonium nimmt diese Struktur an
GOLDSCHMIDT-Regel: Erhöhung der Temperatur begünstigt Strukturen<br />
mit erniedrigter Koordinationszahl
Radien-Quotienten
Radien nach<br />
Shannon <strong>und</strong> Prewitt
Kräfte, die zur Gitterenergie beitragen
Die MADELUNG-Konstante, A<br />
Beim Zusammenfügen einzelner Ionen zu einem Gitter wird mehr Energie frei als<br />
bei Bildung einzelner Ionenpaare
Berechnung der Gitterenergie für<br />
harte Cl -<br />
<strong>und</strong> Berücksichtigung der<br />
Zunahme von r Cl mit steigender KZ<br />
Beitrag<br />
Dispersionsenergie<br />
bewirkt, dass CsCl-Typ<br />
dennoch auftritt
Eigendefekte: Schottky- <strong>und</strong> Frenkel-Fehlordnung
Eine Ausnahme bilden<br />
Verbindungen in CaF 2<br />
-<br />
Struktur, weil Anionen<br />
kleinere Ionenladung als<br />
Kationen haben (leichtere<br />
gegenseitige Annäherung)<br />
In Fluoritstruktur bilden<br />
Kationen ccp-Anordnung<br />
<strong>und</strong> Anionen besetzen alle<br />
Tetra<strong>eder</strong>lücken.<br />
D.h., die größeren<br />
Okta<strong>eder</strong>lücken im Zentrum<br />
der Elementarzelle bleiben<br />
frei!
Defektkonz., n S<br />
, kann<br />
mittels tabellierter Werte<br />
abgeschätzt werden<br />
n S<br />
= N exp(-Δh S<br />
/2kT)<br />
N = Zahl regulärer Gitter-Plätze<br />
Für Mittelwert Δh s<br />
=5 . 10 -19 J<br />
n S<br />
/N<br />
bei 300 K = 6 . 10 -27<br />
bei 1000 K = 1 . 10 -8<br />
Δh S<br />
= Enthalpieänderung<br />
bei der Bildung eines<br />
Schottky-Defektes<br />
je kleiner Δh S<br />
desto<br />
leichter werden Defekte<br />
gebildet
Schnelle Ionenleiter – α-Silberiodid<br />
T < 146°C<br />
γ-AgI (Zinkblende)<br />
<strong>und</strong><br />
6 Quadrate<br />
8 Sechsecke<br />
β-AgI (Wurtzit)<br />
T > 146°C<br />
α-AgI: I- bilden<br />
raumzentriertes<br />
kubisches Gitter aus<br />
Leitfähigkeit ist hier<br />
um Faktor 10 4 größer<br />
Eckpunkte des<br />
Kubokta<strong>eder</strong>s sind<br />
Mittelpunkte von 12 ZGP<br />
mit verzerrt tetraedrischer<br />
Umgebung
Anwendung für O 2 -sensitive Elektroden
Fluorit-Struktur von UO 2<br />
T> 1127°C: UO 2+x , 0,25>x
x<br />
x<br />
x<br />
x<br />
x<br />
x<br />
x<br />
x<br />
x<br />
x
Eindimensionale (Linien-) Defekte<br />
Stufenversetzungen
Schraubenversetzungen
Zweidimensionale (Flächen-) Defekte<br />
Kleinwinkelkorngrenze<br />
Antiphasenkorngrenze
Übergang von Ecken- zu Kantenverknüpfung als Folge von Nichtstöchiometrie<br />
[4W + (14·1/2)O + 4O] = W 4<br />
O 11
Poly<strong>eder</strong>verknüpfung - Die Pauling´schen Regeln
Diese Regel ist eigentlich eine<br />
„Spielart“ der dritten Regel
Poly<strong>eder</strong>verknüpfung
Eckenverknüpfte Okta<strong>eder</strong><br />
[M 2<br />
F 11<br />
] -
Verknüpfungen in MX 5
Verknüpfungen in MX 4
Verknüpfungen in MX 3
Strukturen von Wolfram-Bronzen<br />
3 , 6 = 2:1, d.h., 1/3 besetzbar<br />
3,4,5 = 2:1:2, d.h., 3/5 besetzbar<br />
x ≤ 0,33<br />
x ≤ 0,6
Kantenverknüpfte Okta<strong>eder</strong>
MX 3
MX 2
Flächenverknüpfte Okta<strong>eder</strong>
Okta<strong>eder</strong> mit gemeinsamen Ecken <strong>und</strong> Kanten
Okta<strong>eder</strong> mit gemeinsamen Ecken <strong>und</strong> Kanten
Okta<strong>eder</strong> mit gemeinsamen Kanten <strong>und</strong> Flächen
Verknüpfte trigonale Prismen
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