Kubisches Kristallsystem

Verbindungen, die aus mehr als einem Element bestehen (z. B. binäre Verbindungen), weisen häufig Kristallstrukturen auf, die auf einem kubischen Kristallsystem basieren. Einige der gebräuchlichsten sind hier aufgeführt.

CäsiumchloridstrukturEdit

A. Cäsiumchlorid-Einheitszelle. Die zwei Farben der Kugeln stellen die beiden Arten von Atomen dar.

Die Raumgruppe der Cäsiumchlorid (CsCl) -Struktur heißt Pm3m (in Hermann-Mauguin-Notation) oder „221“ (in den Internationalen Tabellen für Kristallographie). Die Strukturbericht-Bezeichnung lautet „B2“.

Eine Struktur ist die „interpenetrierende primitive kubische“ Struktur, auch „Cäsiumchlorid“ -Struktur genannt. Jeder der beiden Atomtypen bildet ein separates primitives kubisches Gitter, wobei sich ein Atom eines Typs in der Mitte jedes Würfels des anderen Typs befindet. In der Elementarzelle von CsCl befindet sich jedes Ion im Zentrum eines Ionenwürfels der entgegengesetzten Art, sodass die Koordinationszahl acht beträgt. Insgesamt ist die Anordnung der Atome dieselbe wie bei der kubisch-zentrierten Körperzentrierung, jedoch mit alternierenden Atomtypen an den verschiedenen Gitterstellen. Alternativ könnte man dieses Gitter als eine einfache kubische Struktur mit einem Sekundäratom in seinem kubischen Hohlraum betrachten.

Zusätzlich zu Cäsiumchlorid selbst erscheint die Struktur auch in bestimmten anderen Alkalihalogeniden, wenn sie bei niedrigen Temperaturen hergestellt wird oder hohe Drücke. Im Allgemeinen ist es wahrscheinlicher, dass diese Struktur aus zwei Elementen gebildet wird, deren Ionen ungefähr gleich groß sind (zum Beispiel Ionenradius von Cs + = 167 pm und Cl– = 181 pm).

Die Koordination Die Anzahl jedes Atoms in der Struktur beträgt 8: Das zentrale Kation ist wie gezeigt mit 8 Anionen an den Ecken eines Würfels koordiniert, und in ähnlicher Weise ist das zentrale Anion mit 8 Kationen an den Ecken eines Würfels koordiniert.

Andere Verbindungen mit einer Cäsiumchlorid-ähnlichen Struktur sind CsBr, CsI, Hochtemperatur-RbCl, AlCo, AgZn, BeCu, MgCe, RuAl und SrTl.

SteinsalzstrukturEdit

Die Steinsalzkristallstruktur. Jedes Atom hat sechs nächste Nachbarn mit oktaedrischer Geometrie.

In der Steinsalz- oder Natriumchloridstruktur (Halit) bildet jeder der beiden Atomtypen eine separate Fläche. zentriertes kubisches Gitter, wobei sich die beiden Gitter gegenseitig durchdringen, um ein 3D-Schachbrettmuster zu bilden. Alternativ könnte man diese Struktur als eine flächenzentrierte kubische Struktur mit Sekundäratomen in ihren oktaedrischen Löchern betrachten. Beispiele für Verbindungen mit dieser Struktur umfassen Natriumchlorid selbst zusammen mit fast allen anderen Alkalihalogeniden und viele zweiwertige Metalloxide, Sulfide, Selenide und Telluride „. Allgemeiner ist es wahrscheinlicher, dass diese Struktur gebildet wird, wenn das Kation etwas kleiner als das Anion ist (ein Kation / Anion-Radius-Verhältnis von 0,414 zu 0,732). Die Koordinationszahl jedes Atoms in dieser Struktur ist 6: Jedes Kation ist an den Eckpunkten eines Oktaeders an 6 Anionen koordiniert, und in ähnlicher Weise ist jedes Anion an den Eckpunkten eines Oktaeders an 6 Kationen koordiniert.

Die Fluoritstruktur und die Anti-Fluorit-Strukturen (AB2) ) sind ebenfalls Fm3m-Strukturen, haben jedoch ein Ionenverhältnis von 1: 2. Sie werden als Wyckoff-Positionen 4a und 8c bezeichnet, während die Steinsalzstrukturpositionen 4a und 4b sind.

ZinkblendenstrukturEdit

Eine Zinkblende-Einheitszelle

Die Zinkblende-Struktur (auch als „Zinkblende“ bezeichnet) ist nach dem Mineral Zinkblende (Sphalerit), einer Form, benannt von Zinksulfid (β-ZnS). Wie in der Steinsalzstruktur bilden die beiden Atomtypen zwei sich gegenseitig durchdringende flächenzentrierte kubische Gitter. Es unterscheidet sich jedoch von der Steinsalzstruktur darin, wie die beiden Gitter relativ zueinander positioniert sind. Die Zinkblendestruktur ist tetraedrisch koordiniert: Die nächsten Nachbarn jedes Atoms bestehen aus vier Atomen des entgegengesetzten Typs, die wie die vier Eckpunkte eines regulären Tetraeders positioniert sind. Insgesamt entspricht die Anordnung der Atome in der Zinkblendestruktur der kubischen Diamantstruktur, jedoch Beispiele für Verbindungen mit dieser Struktur umfassen Zinkblende selbst, Blei (II) -nitrat, viele Verbindungshalbleiter (wie Galliumarsenid und Cadmiumtellurid) und eine breite Anordnung anderer binärer Verbindungen. Andere Verbindungen, die eine zinkblendeähnliche Struktur zeigen, sind α-AgI, β-BN, Diamant, CuBr, β-CdS, BP und BAs

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