Yb Pt Si - Type Yb Pt Si - Type

36 KAPITEL 1. KRISTALLSTRUKTURENAus der vollständigen Delokalisierung der Elektronen des Elektronengases folgt, dassdie metallische Bindung weder absättigbar noch gerichtet ist. Die metallische Bindung istein Bindungstyp, der ebenfalls nur quantenmechnisch verstanden werden kann. Die Wechselwirkungder räumlich verteilten Leitungselektronen mit den positiven Ionenrümpfen derMetallatome macht bei Metallen einen großen Teil der Bindungsenergie aus. Obwohl sichdie Ionen abstoßen, vermittelt das negativ geladene Kontinuum des Elektronengases eineBindungskraft. Die Bindungsenergie beruht insgesamt auf einer Absenkung der Nullpunktsenergieder Valenzelektronen, die statt einer Atomhülle jetzt das ganze Kristallvolumen zurVerfügung haben.Die Bindungsenergie pro Atom variiert für die verschiedenen Metalle beträchtlich.Während sie für Alkalimetalle etwa 1 eV/Atom ist, beträgt sie bei Eisen 4.3 eV/Atom undbei Wolfram sogar 8.7 eV/Atom. Dies liegt darin, dass bei den Übergangsmetallen wie Fe,Ni, Co unaufgefüllte innere Schalten (d-Schale) vorliegen, deren räumliche Verteilung sichbei der Bindung ändert und damit, ähnlich wie bei der Valenzbindung, zu einer Erhöhungder Elektronendichte zwischen benachbarten Atomen führt.Die Bindungskräfte zwischen den Atomen können ebenfalls mit Hilfe einer Potentialformelbeschrieben werden, die auch für die Ionenbindung und die kovalente Bindung gilt:U Bind = − A r n + B r m (1.21)Die 4 Konstanten A, B, m, n sind natürlich für die gewählten Atome spezifisch; zwei davonlassen sich durch den Bindungsabstand a 0 und die Bindungsenergie E Bind ausdrücken.Da in Metallen praktisch keine Richtungsabhängigkeit der Bindung vorliegt, besitzen diesedichte Packungen mit hoher Koordinationszahl (kubisch-flächenzentriert, hexagonal dicht,kubisch-raumzentriert). Verschiebungen der Gitterebenen gegeneinander sind im Gegensatzzu den Ionenkristallen möglich: Den Rumpfionen einer Schicht ist es egal, in welche Tälerder Nachbarschicht sie einrasten. Daher lassen sich Metalle unter Erhaltung des Volumensleicht verformen. Welchen Widerstand sie der Verformung entgegensetzen, hängt vor allemvom Beitrag der kovalenten Bindung ab, der bei Übergangselementen besonders groß ist. BeiLegierungen und verunreinigten Metallen verzahnen Fremdatome die einzelnen Gitterebenenineinander und erschweren ihr Gleiten.1.6 KristallgitterdefekteDie in den vorigen Abschnitten behandelten idealen Kristalle mit völlig regelmäßiger Anordnungder Atome sind in der Natur nur näherungsweise realisiert. In realen Kristallenkommen Gitterfehler vor, welche die strenge Periodizität stören. Bei guten Einkristallen sindsolche Gitterfehler jedoch selten, d. h. die Zahl der an falschen Plätzen sitzenden Atome istsehr klein gegen die Zahl der an regulären Gitterplätzen angeordneten Atome. Trotz ihrerkleinen Zahl können Gitterfehler jedoch das mechanische und elektrische Verhalten einesFestkörpers massiv beeinflussen. Denn jeder Kristall hat eine Oberfläche, und für die Atomeauf der Oberfläche ist die Umgebung anders als für Atome im Volumen – die Oberflächeist somit ein Defekt. Reale Kristalle sind damit Kristalle, die Defekte enthalten. Falls um