Kristallstruktur Flashcards
Wie unterscheidet sich ein kristalliner Aufbau von einem amorphen Aufbau?
Beim kristallinen Aufbau gibt es Nah- und Fernordnung.
Beim amorphen Aufbau hingegen nur Nahordnung
Koordinationszahl(KZ) = ??
Koordinationspolyeder Bsp.:
Koordinationszahl (KZ) = Zahl der nächsten Nachbarn
—> für gerichtete und ungerichtete Bindungen
Koordinationspolyeder Bsp.:
- Dreieck (3KZ)
- Oktaeder (NaCl) (6KZ)
- Kubooktaeder (Cu, Al) (12KZ)
Nahordnung =
strukturelle Ordnung im Bereich der nächsten Nachbaratome
Nahordnung und amorphe Struktur: ??
Bsp.:
Nahordnung und amorphe Struktur:
- strukturelle Ordnung im Bereich der nächsten Nachbaratome
- unregelmäßige Wiederholung der Polyeder
—> Netzwerk, Molekülknäuel, „unterkühlte Schmelze“
Bsp.:
- Polymere: amorphe Thermoplaste, Duromere, Elastomere
- Gläser
- Korngrenzen
amorpher Zustand:
- metastabiler oder instabiler Zustand, der in kristallinen Zustand übergeht
- Nahordnung vorhanden
(- Auflösung der Bindung erfolgt im Temperaturbereich(Erweichungs-bereich), der bei Glasübergangstemperatur Tg einsetzt)
(-Bindungen unters. Intensität durch unters. Atomabstände)
Welche Modelle gibt es zur Beschreibung von Kristallstrukturen ?
Was ist beispielsweise im Schwerpunktmodell erkennbar?
Wie werden Atomschwerpunkte meistens gekennzeichnet?
Schwerpunktmodell
Kugelmodell
Gitter, Gitterebenen, Atomabstände erkennbar
—> durch Punkte
Fernordnung = ??
räumlich und über größere Bereiche regelmäßige strukturelle Ordnung
Fernordnung und Kristallstruktur: ??
Beispiele ? und diese unterteilt nach ?
- räumlich und über größere Bereiche regelmäßige strukturelle Ordnung (Fernordnung)
- regelmäßige Wiederholung der Koordinationspolyeder
- Periodizität der Atome im Raum, dreidimensionales Punktgitter
Beispiele:
- Atomgitter: Metalle, Keramiken oder Diamant
- Molekülgitter: Polymere wie teilkristalline Thermoplaste oder Grenzfälle wie Granit
Kristalliner Zustand: ??
- stabiler Zustand
- Nah- und Fernordnung vorhanden
- (gleichmäßige Bindung durch regelmäßige Atomabstände)
- (Auflösung der Bindung erfolgt bei diskreter Temp. Tm: Schmelztemp.)
Erstarrung Festkörper —> Graphik Folie 20 —> x-Achse: ?? —> y-Achse:?? Welcher Vergleich?
x-Achse: Temperatur
Y-Achse: Energie, Volumen
Vergleich zwischen Glas(amorph) und Kristall(kristallin)
Glas bei Glasübergangstemperatur Tg(Auflösung der Bindungen) Energie und Volumen steigt steiler an.
Glas —>Tg —> unterkühlte Flüssigkeit/Schmelze —> Flüssigkeit/Schm.
Kristall bei Schmelztemperatur Tm (Auflösung der Bindungen) senkrecht steigt Energie und Volumen an (direkt Kristallisation)
Kristall —> Tm —> Kristallisation
Mit was beschreibt man kristallinen Aufbau?
bzw. Beschreibung der Gitterstrukturen durch dreidimensionales Punktgitter
Mit Elementarzelle
Wie werden Atomschwerpunkte oftmals gekennzeichnet?
Durch Punkte
Kennzeichnung der Elementarzelle:
—> dreidimensionales Koordinatensystem mit den Achsen a, b, c
—> mit den Winkeln Alpha, Beta und Gamma zwischen Achse
—>GITTERKONSTANTEN a0, b0, c0
= Abstände der Atome im Gitter
—> siehe Bild Folie 22
7 unterschiedliche Kombinationen der Gitterparameter
—> 7 Kristallsysteme: ??
—> nicht so wichtige Frage
- kubisch
- tetragonal
- orthorhombisch
- monoklin
- hexagonal
- trigonometrische
- Triklin
—> bzw. Bei Einberechnung aller Translationen
—> 14 Bravaisgitter
Was ist ein Bravaisgitter ?
Ein Bravaisgitter ist eine unendliche Anordnung von Punkten, und alle Punkte sind äquivalent, sodass von jedem Punkt aus gesehen die Anordnung identisch ist.
Kristalliner- kubisch
Kubische Bravais-Gitter:
—> a0 = ?? = ??
—> alpha = ?? = ?? = ??
—> Nenne die 3 kubischen Bravais-Gitter
Und erkläre den Aufbau (Vorraussetzungen oben ergänzend)
\+ jeweils Beispiele
—> a0 = b0 = c0 (Abstände gleich)
—> alpha = betha = Gamma = 90 Grad (Winkel alle 90 Grad)
- kubisch primitiv ( in jeder Ecke (Schwer-)Punkt )
- kubisch raumzentriert = krz
—> 8 (Schwer-)punkte in Würfelecken + 1 in Mitte von Würfel
—> Beispiele: alpha-Fe , Cr, betha-Ti - kubisch flächenzentriert = kfz
—> zusätzlich zu den 8 noch auf jeder Seite in der Mitte einen Punkt
—> —> darum auch flächenzentriert
—> Beispiele: Gamma-Fe, Ni,Al
—> siehe Aufbau Folie 25!
Kristallsystem - tetragonal
Tetragonal Braivais-Gitter:
—> a0 = ?? …
—> alpha = ?? …
Nenne die 3 tetragonalen Bravais-Gitter.
+ Aufbau und Beispiele
—> a0 = b0 =! c0
—> alpha = betha = Gamma = 90 Grad
- tetragonal primitiv
—> in jeder Ecke (Schwer-)Punkt, allerdings Gitterkonstante c0 länger - tetragonal raumzentriert = trz
—> mit (Schwer)Punkt in Mitte der Elementarzelle und c0 länger
—> Beispiel: Martensit
Hexagonales Bravais-Gitter (hdp)
A0 = b0 =! c0 Alpha = betha = 120 Grad Gamma = 90 Grad
—> oder a01 = a02 = a03 =! c0
—> Beispiele:
—> Beispiele: Ti, Mg, Zn, Cd
Die wichtigsten Gitter und Packungen sind ?
- hdp (hexagonal dichte Packung)
- kubisch dichte Packung = kubisch flächenzentriert (kfz)
- krz = kubisch raumzentriertes Gitter
—> nicht dichtgepackt
Primitive und dichte Kugelpackung.
Siehe Folie 35
Stapelfolge hdp:
Stapelfolge kfz:
Stapelfolge hdp: Lagen A und B —> ABABABA…
Stapelfolge kfz: Lagen A,B und C —> ABCABCA…
hdp = ??
Anzahl der Atome pro Elementarzelle: ??
Koordinationszahl: ?? (Packungsdichte ?? %)
Wie viele dichtest besetzte Ebenen (DBE) ?
Wie viele dichtest besetzten Richtungen (DBR)?
hdp = hexagonal dicht gepacktes Gitter
Anzahl der Atome pro Elementarzelle: 6
Koordinatenzahl: 12 (Packungsdichte 74 %)
1 dichtest besetzte Ebene (DBE)
Mit
3 dichtest besetzte Richtungen (DBR)
Beispiele: Mg, Ti, Zn
krz = ??
Anzahl der Atome pro Elementarzelle: ??
Koordinationszahl: ? (Packungsdichte ??%)
Wie viele dichtest besetzte Ebenen (DBE) ?
Wie viele dichtest besetzten Richtungen (DBR)?
krz = kubisch flächenzentriertes Gitter
Anzahl Atome pro Elementarzelle: 4
Koordinationszahl: 12 (Packungsdichte 74%)
4 dichtest besetzte Ebenen (DBE)
mit je
3 dichtest besetzten Richtungen(DBR)
Beispiele: Au, Cu, Al
—> Folie 46
krz = ??
Anzahl Atome pro Elementarzelle: ??
Koordinationszahl: ?? (Packungsdichte ??%)
Wie viele besetzte Ebenen (DBE)
Mit je
Wie vielen dichtest besetzten Richtungen (DBR)
krz = kubisch raumzentriertes Gitter
Anzahl der Atome pro Elementarzelle: 2
Koordinationszahl: 8 (Packungsdichte 68%)
—> nicht dichtgepackt
6 dichtest besetzte Ebenen (DBE)
Mit je
2 dichtest besetzten Richtungen(DBR)
Bsp.: alpha-Fe, W, Cr
—> Folie 47
