Vorlesung ACII, Part 1: Liste der wichtigsten Strukturen

Dr. Anke Zürn, 28. Mai 2009, Informationen zur Prüfungsvorbereitung
Vorlesung ACII, Part 1: Liste der wichtigsten Strukturen & Anmerkungen
1) Folgende Strukturen sollten Sie sicher selbstständig und auswendig zeichnen und vergleichen
können (Anmerkung: Weitere, einfache Strukturtypen, auch aus der Grundvorlesung, können durchaus
auch herangezogen werden (z.B. Strukturen der Elemente, wie C, Si, P, As…):
a) Strukturen in Projektion:
Beispiel:. eine Elementarzelle, oder ein grösserer Ausschnitt mit Verknüpfungsmuster der
Koordinationspolyeder) (Anmerkung: stets Achsen, Höhenangaben und Atomsorten etc. eindeutig
kennzeichnen)
Cu-Typ
(ccp, fcc)
Wolfram-Typ
(bcc)
CsCl
NaCl
CaTiO3
Perowskit
ReO3
CaF2
ZnS
Zinkblende
Diamant
Mg
(hcp)
NiAs
TiO2 (Rutil)
b) Strukturen durch Verknüpfen von Tetraedern. Strukturen abgeleitet vom Fluorit-Typ,
Diamant/Lonsdaleit (kubisch/hexagonaler Diamant):
Rotes PbO, PtS, ZnS (Zinkblende/Wurtzit), HgI2, SiS2, α-ZnCl2
c) Strukturen mit Hexaedern („Würfeln“) und Prismen
NiAs ,MoS2 , CsCl , CaF2
d) Strukturen mit Oktaedern MmXn
Auswendig kennen & zeichnen:
SnF4, ReO3, AlCl3 , BiI3 , ZrI3 , TiO2 (Rutil) , CaCl2 , CdCl2 , CdI2 , NaCl , NiAs
2) Allgemein Strukturen ableiten, zeichnen, vergleichen und beschreiben
a) durch Verknüpfen von Polyedern (z.B. Tetraeder, Oktaeder, Hexaeder…)
b) durch Belegen von Oktaederlücken und/oder Tetraederlücken in dichtesten Kugelpackungen
Mögliche Strukturen für eine allgemeine Verbindung mit gegebener Summenformel ableiten und zeichnen.
Summenformeln von einer Kristallstruktur-Skizze ableiten (z.B. Elementarzelle, Tetraeder-Netzwerk,
Oktaeder-Netzwerk etc.) und umgekehrt. Diskussion möglicher Kristallstrukturen auf Grund der
Stöchiometrie und im Hinblick auf mögliche chemische und physikalische Wechselwirkungen. Ionisch –
kovalent – metallisch. Radien, Koordinationszahlen, Koordinationspolyeder (siehe auch Liganden/Kristallfeldtheorie). Ecken–, Kanten–, Flächenverknüpfung. Belegung der OL oder TL bei dichtesten KP
(auch von Verbindungen wie z.B. Ilmenit, Korund, Spinell). Mögliche Strukturen durch Verknüpfen von
Oktaedern für Verbindungen: MX6 , M2X11 , MX5, M2X9, MX4, MX3, MX2, M2X3 , …
c) Unbekannte Strukturen mit bekannten einfachen Strukturtypen vergleichen
d) Überstrukturen: Strukturen aus bekannten Strukturtypen ableiten durch Vervielfachen der
Elementarzelle und/oder unterschiedliche Besetzung (auch Leerstellen) von Atomlagen.
(Beispielsweise: Wolfram (bcc) > CsCl > NaTl ; oder Perowskit > YBa2Cu3O7-x)
e) Von den Kristallstrukturdaten zur Struktur z.B. mit Hilfe der Raumgruppe, den „International Tables
for Crystallography“, der Angabe der Zusammensetzung, der Besetzung der Punktlagen und den
Koordinaten die Kristallstruktur skizzieren
f) Kristall & Symmetrie (Basiskenntnisse) u.a. zentrierte Zellen und ihre Symbole; Symmetrieoperationen;
Kristallsysteme & Metrik der Elementarzelle & dazugehörigen charakteristischen Symmetrieelemente.
3) Struktur – Eigenschaftsbeziehungen diskutieren
Mögliche Eigenschaften, mögliche Gründe für eine Struktur, Elektronenstruktur (siehe Prof. Nesper)
4) Energiebetrachtungen nach Sanderson
Viel Erfolg!
Literatur: „Anorganische Strukturchemie“, U. Müller, 6. Auflage 2008, Vieweg & Teubner