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Ionenbindungen Ionengitter und Kristallsysteme

Ionenbindungen Ionengitter und Kristallsysteme. Gliederung. Entstehung von Ionenbindungen Wirkende Kräfte Kristallstrukturen - Koordinationszahl - Gittertypen - Radienverhältnisse Physikalische Eigenschaften. Die Ionenbindungen. Metall + Nichtmetall. Ionenverbindung.

marcin
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Ionenbindungen Ionengitter und Kristallsysteme

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Presentation Transcript

  1. IonenbindungenIonengitter und Kristallsysteme

  2. Gliederung • Entstehung von Ionenbindungen • Wirkende Kräfte • Kristallstrukturen - Koordinationszahl - Gittertypen - Radienverhältnisse • Physikalische Eigenschaften

  3. Die Ionenbindungen Metall + Nichtmetall Ionenverbindung Na + Cl Na+ + Cl - Kation Anion Anziehungskräfte - +

  4. Wirkende Kräfte – Coulombsche Kräfte - Die elektrostatische Anziehungskraft ist ungerichtet in alle Raumrichtungen wirksam symmetrische Anordnung der Ionen + - - Bildung von Kristallstrukturen

  5. Beispiel einer Gitterstruktur Cl- Na+

  6. Koordinationszahl (KZ) • Anzahl der benachbarten Ionen, die gleich weit von einem bestimmten Ion entfernt sind. Beispiel: Koordinationszahl = 6

  7. Anordnung der Ionen hängt von Koordinationszahl ab

  8. Gittertypen AB-Strukturen: Gleiche Anzahl der Ionen A und B  Koordinationszahl für Kationen und Anionen sind gleich • Wichtige AB-Gitter: • Natriumchlorid-Gitter • Cäsiumchlorid-Gitter • Zinksulfid-Gitter

  9. AB-Strukturen Natriumchlorid-Gitter: Koordinationszahl = 6  oktaedrische Koordination

  10. AB-Strukturen Cäsiumchlorid-Struktur: Koordinationszahl = 8  Würfelförmige Koordination

  11. AB-Strukturen Zinksulfid-Typ: Koordinationszahl = 4  Tetraedrische Koordination

  12. Gitterstrukturen AB2-Strukturen: Doppelte Anzahl Anionen (B) wie Kationen (A)  Doppelte Koordinationszahl für Kationen • Wichtige AB2-Strukturen: • Fluorit-Typ (CaF2) • Rutil-Typ (TiO2) • Cristobalit-Typ (SiO2)

  13. AB2-Strukturen Fluorit-Typ (CaF2): KZ für Kationen 8, für Anionen 4

  14. AB2-Strukturen Rutil-Typ (TiO2): KZ für Kationen 6, für Anionen 3

  15. AB2-Strukturen Cristobalit-Typ (SiO2): KZ für Kationen 4, für Anionen 2

  16. Radienverhältnisse Anordnung der Ionen hängt nicht von der Absolutgröße ab, sondern von den Verhältnissen der Radien der Ionen:

  17. Radienverhältnisse Beispiel CsCl-Typ: Verhältnis von 1 bis 0,73: Würfelstruktur möglich Verhältnis kleiner 0,73: Kation zu klein, keine Berührung mehr zwischen Anionen und Kationen bei Würfelstruktur  Gitter wäre nicht stabil  andere Koordination

  18. Radienquotienten und Koordinationszahl

  19. Physikalische Eigenschaften • Ionenverbindungen im Festkörper haben hohe Schmelzpunkte • Ionenkristalle sind meist schlechte Ionenleiter • Schmelzen von Ionenkristallen leiten den elektrischen Strom gut • Ionenkristalle in polaren Lösemitteln leiten den elektrischen Strom

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