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Eine kleine Einführung
in die Kristallkunde nach Bravais mit  UltraMol Office
Ein Kristall besteht aus einem Kristallgitter (eines der 14 Bravais-Gitter)
und der Basis, dem einzelnen Baustein des Kristalls. Jedem Punkt
des Kristallgitters wird ein Baustein des Kristalls (Basis) zugeordnet. Das kann ein einziges Atom sein, aber auch
mehrere oder ganze Moleküle.
Mit den 14 Bravais-Gittern lassen sich alle Kristalle darstellen, indem man auf jeden Gitterpunkt die Basis aus
den jeweiligen Atomen setzt:
- kubisch P (=primitiv)
- kubisch I (=raumzentriert) (bcc)
- kubisch F (=flächenzentriert) (fcc)
- tetragonal P
- tetragonal I
- orthorhombisch P
- orthorhombisch C (=mit Gitterpunkten auf
zwei Flächen)
- orthorhombisch I
- orthorhombisch F
- monoklin P
- monoklin C
- triklin
- hexagonal (hcp)
- trigonal (rhomboedrisch)
Die folgenden Beispiele finden Sie auch als
Dateien UltraMol beiliegend. Bitte beachten Sie, dass - anders als in den Abbildungen, jedoch einheitlich in ULTRAmol
– die Maße der Einheitszellen jeweils in pm statt in Angström anzugeben sind. In den Abbildungen ebenfalls
nicht vorhanden ist die Eingabe der makroskopischen Kristallform.
Die Äußere Form
eines Kristalls können Sie unter "Makroskop. Kristallform" festlegen. Abhängig vom internen
Kristallgitter (Bravais-Gitter) stehen hier Würfel, Tetraeder, Oktaeder, Rhombendodekaeder, Pentagondodekaeder,
Ikosaeder, Pyramide, Dipyramide oder Prisma zur Auswahl, wodurch sich alle möglichen Kristallformen bilden
lassen:
- Ein kubisches Gitter bildet z. B. Würfel,
Tetraeder, Oktaeder, Rhombendodekaeder, Pentagondodekaeder.
- Ein tetragonales Gitter bildet z. B. ein
tetragonales Prisma (Einstellung „Würfel“), eine tetragonale Pyramide, ein tetragonales Disphenoid (Einstellung
„Tetraeder“)
- Ein rhombisches Gitter bildet z. B. ein Basispinakoid
(Einstellung „Würfel“), ein Prisma, ein rhombisches Disphenoid (Einstellung „Tetrader“), eine rhombische Pyramide
oder Dipyramide.
- Ein monoklines Gitter bildet z. B. ein Pedion
(Einstellung „Würfel“), oder Prisma.
- Ein triklines Gitter bildet z. B. ein Pedion
(Einstellung „Würfel“).
- Ein hexagonales bzw. trigonales Gitter bildet
z. B. ein hexagonales Prisma, eine hexagonale Pyramide, ein Rhomboeder oder eine trigonale Pyramide.
Die häufigsten Gitter der Elementkristalle in der Natur sind:
Kubisch flächenzentriert (fcc=face centered cubic)
Mit einem Atom in der Basis kristallisieren z. B. Al, Ni, Cu, Pd, Ag, Pt, Au und die Edelgase – man spricht vom
„Kupfertyp“
Koordinationszahl: 12, Packungsdichte: 0,74 (für 1-atomige Basis)
Mit zwei Atomen in der Basis, eines bei (0, 0, 0), das andere bei (¼, ¼, ¼) kristallisieren
Si, Ge, C (als Diamant) – man spricht vom „Diamantgitter“.
Kubisch raumzentriert (bcc=body centered
cubic)
Mit einem Atom in der Basis
kristallisieren z. B. K, Rb, Cs, V, Nb, Ta, Cr, Mo und W – man spricht vom „Wolframtyp“
Koordinationszahl: 8, Packungsdichte: 0,68 (für 1-atomige Basis)
Hexagonal dichteste Kugelpackung (hcp=hexagonal close packed)
Die hexagonal dichteste Kugelpackung
entsteht, wenn man ein hexagonales Bravais-Gitter mit einer Basis aus zwei gleichen Atomen bei (0, 0, 0) und (½,
¼, ½) kombiniert. Auf diese Art kristallisieren z. B. Mg, Co, Zn, Cd, C (als Graphit) und N – man
spricht vom „Magnesiumtyp“
Koordinationszahl: 12, Packungsdichte: 0,74 (für 1-atomige Basis)
Graphit:
Weitere wichtige Kristalltypen bei Ionenkristallen:
In Ionenkristallen haben die
Kugeln verschiedene Radien und unterschiedliche Ladungen. Dadurch ist keine Zwölfer-Koordination möglich.
Die höchste bei Ionenkristallen beobachtete Koordination findet man bei der CsCl-Struktur mit der Koordinationszahl
8. Wenn sich die Ionen in ihrer Größe stärker unterscheiden, so geht die Packung in die NaCl-Struktur
mit Koordinationszahl 6 über. Sind die Radien noch unterschiedlicher, so führt die günstigste Packung
zur Zinkblende-Struktur mit Koordinationszahl 4.
Cäsiumchlorid-Struktur:
Kubisch primitiv, aber mit
zwei unterschiedlichen Atomen in der Basis, eines bei (0, 0, 0), das andere bei (½, ½, ½),
kristallisieren viele intermetallische Verbindungen, aber auch Salze und andere zweiatomige Verbindungen, z. B.
TlJ, AlNi, CuZn und CsCl – man spricht von „Cäsiumchlorid-Typ“
Koordinationszahl: 8
Kochsalz-Struktur:
Kubisch flächenzentriert,
mit zwei unterschiedlichen Atomen in der Basis, eines bei (0, 0, 0), das andere bei (½, 0, 0), kristallisieren
viele Salze und Oxide, z. B. KCl, AgBr, KBr, PbS, MgO, FeO und NaCl – man spricht vom „Steinsalztyp“
Koordinationszahl: 6
Zinkblende-Struktur:
Kubisch flächenzentriert,
aber mit zwei unterschiedlichen Atomen in der Basis, eines bei (0, 0, 0), das andere bei (¼, ¼, ¼),
kristallisiert z. B. ZnS – man spricht vom „Zinkblende-Typ“
Koordinationszahl: 4
Weitere Informationen und Demo-
Version:
UltraMol Office
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