Anorganische Chemie - Kristallstrukturen und Gitter

Diese Flashcards decken die Grundlagen der Kristallographie, Packungstypen, Legierungen und Ionenverbindungen basierend auf der 7. Übungsstunde ab.

Kristall

Eine sich im Raum ausdehnende repetierende Symmetrie einer Elementarzelle.

Einheitszelle (Elementarzelle)

Die kleinste Einheit, die die gesamte Symmetrie und Stöchiometrie des Kristalls enthält; sie ist ein Parallelepiped mit 3 Paaren von parallelen Seiten.

Bravais-Gitter

Die insgesamt 14 verschiedenen Gittertypen, die den 7 Kristallsystemen zugeordnet werden.

Drehinversionsachsen

Eine Symmetrieoperation, bei der ein Objekt gedreht und anschließend an einem Inversionszentrum gespiegelt wird.

Gleitspiegelebene

Eine Symmetrieoperation, bei der ein Objekt um eine gewisse Distanz verschoben und dann an einer Ebene parallel zur Verschiebungsrichtung gespiegelt wird.

Schraubenachsen

Eine Symmetrieoperation, bei der ein Objekt um eine gewisse Distanz verschoben und dann um einen gewissen Winkel gedreht wird.

Hexagonal-dichteste Packung (hcp)

Eine Packung vom $Mg$-Typ mit der Schichtabfolge ABAB, einer Packungsdichte von $74.05\,\%$ und einer Koordinationszahl (K.Z.) von $12$.

Kubisch-dichteste Packung (cp/ccp)

Eine Packung vom $Cu$-Typ mit der Schichtabfolge ABCABC, einer Packungsdichte von $74.05\,\%$ und einer Koordinationszahl (K.Z.) von $12$.

Atomberechnung in der kubischen Einheitszelle

Ein Atom zählt $+1$, wenn es komplett innerhalb der Zelle liegt, $+1/2$ auf einer Seitenfläche, $+1/4$ auf einer Kante und $+1/8$ auf einem Eckpunkt.

Raumfüllungsgrad ($P_a$)

Das Verhältnis von Kugelvolumen zu Zellvolumen, berechnet als $P_a = \frac{N \times V_{\text{Kugel}}}{V_{\text{Zelle}}}$.

Kubisch flächenzentrierte Packung (fcc)

Eine Struktur mit $N = 4$ Atomen pro Einheitszelle, bei der die Flächendiagonale der Beziehung $4r = a_0 \times \sqrt{2}$ folgt.

Kubisch raumzentrierte Packung (bcc)

Eine Struktur mit $2$ Atomen pro Einheitszelle, bei der die Raumdiagonale der Beziehung $4r = a_0 \times \sqrt{3}$ folgt.

Polymorphie

Die Eigenschaft eines Stoffes, unter verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen unterschiedliche strukturelle Modifikationen anzunehmen (z. B. Zinnpest).

Oktaederlücken (Größe)

Lücken, in denen die besetzende Kugel laut Skript < 0.41 mal kleiner als die dichtest gepackte Kugel sein muss.

Tetraederlücken (Größe)

Lücken, in denen die besetzende Kugel laut Skript < 0.23 mal kleiner als die dichtest gepackte Kugel sein muss.

Feste Lösung

Eine Mischung, bei der die Fremdatome zufällig verteilt sind, da die geschmolzene Mischung schnell abgekühlt wurde.

Intermetallische Verbindung

Eine Verbindung, bei der langsames Abkühlen zu einer geordneten, stöchiometrischen Zusammensetzung führt.

Substitutionslegierung

Eine Legierung, bei der einzelne Metallatome im Gitter durch Atome anderer Metalle mit ähnlicher Größe ersetzt werden.

Einlagerungsverbindung

Eine Verbindung, bei der Lücken im Gitter durch kleinere Fremdatome besetzt werden (z. B. Stahl durch Kohlenstoff in Eisen).

Ionenverbindungen

Stoffe mit hohen Schmelzpunkten, geringer elektrischer Leitfähigkeit im Festzustand (aber gut in Schmelze/Lösung), die hart, spröde und in polaren Lösungsmitteln löslich sind.

Regel der Radienquotienten

Die Vorhersage der Koordinationszahl (KZ) und Geometrie basierend auf dem Quotienten $\frac{r_+}{r_-}$ (Kationenradius zu Anionenradius).

Radienverhältnis für Koordinationszahl 6

Ein Radienquotient $\frac{r_+}{r_-}$ zwischen $0.414$ und $0.732$, was zu einer oktaedrischen Geometrie führt (z. B. NaCl).

Lückenverhältnis in kdp/hdp

In den dichtesten Packungen entspricht die Anzahl der Oktaederlücken ($O_h$) der Anzahl der Kugeln in der Einheitszelle, während die Anzahl der Tetraederlücken ($T_d$) genau $2 \times O_h$ beträgt.

Monoklin (P, C)

Triklin

Orthorhombisch (P, I, F, C)

Hexagonal

Trigonal

Tetragonal

Kubisch