Kubisch kristalsysteem

Verbindingen die uit meer dan één element bestaan (bijv. Binaire verbindingen) hebben vaak kristalstructuren die gebaseerd zijn op een kubisch kristalsysteem. Enkele van de meest voorkomende worden hier vermeld.

Cesiumchloride-structuur Bewerken

A cesiumchloride-eenheidscel. De twee kleuren bollen vertegenwoordigen de twee soorten atomen.

De ruimtegroep van de cesiumchloride (CsCl) -structuur wordt Pm3m genoemd (in Hermann-Mauguin-notatie), of “221” (in de internationale tabellen voor kristallografie). De aanduiding Strukturbericht is “B2”.

Een structuur is de “interpenetrating primitive cubic” -structuur, ook wel de “cesiumchloride” -structuur genoemd. Elk van de twee atoomtypen vormt een afzonderlijk primitief kubisch rooster, met een atoom van het ene type in het midden van elke kubus van het andere type. In de eenheidscel van CsCl bevindt elk ion zich in het midden van een kubus van ionen van de tegenovergestelde soort, dus het coördinatiegetal is acht. Al met al is de rangschikking van atomen hetzelfde als lichaamsgerichte kubus, maar met afwisselende soorten atomen op de verschillende roosterplaatsen. Als alternatief zou men dit rooster kunnen zien als een eenvoudige kubische structuur met een secundair atoom in zijn kubieke holte.

Naast cesiumchloride zelf, verschijnt de structuur ook in bepaalde andere alkalimetaalhalogeniden bij bereiding bij lage temperaturen of hoge drukken. Over het algemeen is het waarschijnlijker dat deze structuur wordt gevormd uit twee elementen waarvan de ionen ongeveer dezelfde grootte hebben (bijvoorbeeld de ionenstraal van Cs + = 167 pm en Cl− = 181 pm).

De coördinatie het aantal van elk atoom in de structuur is 8: het centrale kation is gecoördineerd met 8 anionen op de hoeken van een kubus, zoals weergegeven, en op dezelfde manier is het centrale anion gecoördineerd met 8 kationen op de hoeken van een kubus.

Andere verbindingen met een cesiumchloride-achtige structuur zijn CsBr, CsI, RbCl op hoge temperatuur, AlCo, AgZn, BeCu, MgCe, RuAl en SrTl.

Steenzoutstructuur Bewerken

De steenzout kristalstructuur. Elk atoom heeft zes naaste buren, met octaëdrische geometrie.

In de steenzout- of natriumchloride (haliet) -structuur vormt elk van de twee atoomtypen een apart vlak- gecentreerd kubisch rooster, waarbij de twee roosters elkaar doordringen om een 3D-schaakbordpatroon te vormen. Als alternatief zou je deze structuur kunnen zien als een kubusvormige structuur met het gezicht in het midden met secundaire atomen in de octaëdrische gaten.

Voorbeelden van verbindingen met deze structuur omvatten natriumchloride zelf, samen met bijna alle andere alkalimetaalhalogeniden, en ” veel tweewaardige metaaloxiden, sulfiden, seleniden en telluriden “. Meer in het algemeen is de kans groter dat deze structuur wordt gevormd als het kation iets kleiner is dan het anion (een kation / anion-straalverhouding van 0,414 tot 0,732).

Het coördinatiegetal van elk atoom in deze structuur is 6: elk kation is gecoördineerd met 6 anionen op de hoekpunten van een octaëder, en op dezelfde manier wordt elk anion gecoördineerd met 6 kationen op de hoekpunten van een octaëder.

De fluorietstructuur en antifluorietstructuren (AB2 ) zijn ook Fm3m-structuren maar hebben een ionenverhouding van 1: 2. Ze worden aangeduid als Wyckoff-posities 4a en 8c, terwijl de steenzoutstructuurposities 4a en 4b zijn.

Zinkblende structuur Bewerken

Een zinkblende eenheidscel

De zinkblende structuur (ook wel “zinkblende” geschreven) is genoemd naar het mineraal zinkblende (sfaleriet), een vorm van zinksulfide (β-ZnS). Net als in de steenzoutstructuur vormen de twee atoomtypen twee onderling doordringende kubische roosters met een vlak gecentreerd. Het verschilt echter van steenzoutstructuur in hoe de twee roosters ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd. De zinkblende-structuur heeft tetraëdrische coördinatie: de naaste buren van elk atoom bestaan uit vier atomen van het tegenovergestelde type, gepositioneerd als de vier hoekpunten van een regelmatige tetraëder. Al met al is de rangschikking van atomen in de zinkblende-structuur hetzelfde als de kubische diamantstructuur, maar met afwisselende soorten atomen op de verschillende roosterplaatsen.

Voorbeelden van verbindingen met deze structuur zijn onder meer zinkblende zelf, lood (II) nitraat, veel samengestelde halfgeleiders (zoals galliumarsenide en cadmiumtelluride), en een brede reeks van andere binaire verbindingen.

Andere verbindingen met een zinkblende-achtige structuur zijn α-AgI, β-BN, diamant, CuBr, β-CdS, BP en BAs.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *