Ionenbindung

Ionenbindung 7

7 Kristallstrukturen

Ionengitter		Die Ionenbindung, die auf den vorhergehenden Seiten beschrieben wurde, beruht auf elektrostatischen Anziehungskräften zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen. Diese elektrostatischen Kräfte sind in keiner Weise gerichtet. Ein Natriumion zieht alle Chloridionen der näheren Umgebung an, und ein Chloridion wiederum zieht alle Natriumionen der näheren Umgebung an. Wenn also während der Salzbildung die noch gasförmigen Ionen in den festen Zustand übergehen, entstehen keine einzelnen Salz-Moleküle, sondern es bildet sich ein Ionengitter.
NaCl-Gitter		Bei der Bildung von Natriumchlorid entsteht z.B. das NaCl-Gitter. Der NaCl-Kristall baut sich so auf, dass jedes Natriumion von sechs Chloridionen umgeben ist und jedes Chloridion von sechs Natriumionen (siehe Bild rechts). Eine ganze Reihe von Salzen kristallisiert in einem ähnlichen Gitter, so daß wir von einem regelrechten NaCl-Gittertyp sprechen können. Andere bekannte Gittertypen sind der Cäsiumchlorid-Gittertyp und der Zinksulfid-Gittertyp, die im Folgenden besprochen werden sollen.		Der NaCl-Gittertyp
ZnS-Gitter		Bei diesem Gittertyp ist ein Zinkion von vier Sulfidionen umgeben, und zwar tetraederförmig. Jedes Sulfidion seinerseits ist tetraederförmig von vier Zinkionen umgeben. Ein solcher ZnS-Gittertyp entsteht häufig dann, wenn das eine Ion sehr viel kleiner ist als das andere Ion. Die kleinen Ionen passen dann in die Tetraederlücken der anderen Ionen (siehe weiter unten "Lücken").		Der ZnS-Gittertyp
CsCl-Gitter		Wenn Kationen und Anionen ungefähr gleich groß sind, so entsteht ein Kristallgitter vom Typ des Cäsiumchlorids. Hier ist jedes Kation von genau 8 Anionen und jedes Anion von 8 Kationen umgeben, wie man auf der Abbildung rechts deutlich erkennen kann. Wer den obenstehenden Text aufmerksam gelesen hat, wird bereits festgestellt haben, dass es vom Verhältnis der Ionenradien abhängt, in welchem Gittertyp ein Salz kristallisiert. Nach HOLLEMANN - WIBERG (ich habe leider nur die Auflage von 1976) gilt für Salze des Typs K+A- folgende Regel:		Der CsCl-Gittertyp
Lücken		Und nun wie versprochen die Erläuterung der "Tetraederlücken". Stapelt man Kugeln übereinander, so daß sie möglichst dicht und regelmäßig angeordnet sind, so entsteht eine sogenannte "dichte Kugelpackung". Zwischen den Kugeln befinden sich Lücken. Von diesen Lücken gibt es genau zwei Typen: kleine Lücken, die von jeweils vier Kugeln tetraederförmig umgeben sind, und größere Lücken, die von je sechs Kugeln oktaederförmig umgeben sind. Tetraederlücke . Der Mittelpunkt der Lücke ist von vier Kugeln umgeben. Verbindet man die Mittelpunkt dieser Kugeln, so entsteht ein Tetraeder, ein Körper mit vier gleichgroßen Flächen. Oktaederlücke . Der Mittelpunkt dieser Lücke ist von sechs Kugeln umgeben. Verbindet man die Mittelpunkte dieser Kugeln, so entsteht ein Oktaeder, ein Körper mit 8 gleichgroßen Flächen.		Tetraederlücke Oktaederlücke
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