Anorganische Strukturchemie by Ulrich Müller

By Ulrich Müller

In dem Lehrbuch für Studenten der Chemie werden wichtige Aspekte und Zusammenhänge der Strukturen anorganisch-chemischer Verbindungen dargelegt. Die Strukturmerkmale von Molekülverbindungen wie auch von Festkörpern werden behandelt und an anschaulichen Beispielen erläutert. So weit wie möglich werden diese Strukturen mit einfachen und eingängigen Theorien erklärt (Gillespie-Nyholm-Theorie, Ligandenfeldtheorie, Ionenradienverhältnisse, Pauling-Regeln, (8-N)-Regel u.ä), es wird aber auch auf die moderne Bindungstheorie eingegangen. Wichtige Festkörperstrukturen werden wiederholte Male und dabei jedes Mal von einem anderen Standpunkt betrachtet. Zusammenhänge zwischen Struktur und physikalischen Eigenschaften werden herausgearbeitet.

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Weil die Anziehungskrafte zwischen den Atomen je nach der Art der Bindung verschieden sind, mu6 man einem Atom je nach Bindung unterschiedliche Werte fUr den Kugelradius zuordnen. fien konstanten Wert hat. Man unterscheidet den VAN-DER-WAALSRadius, den Radius in Metallen, mehrere lonenradien je nam lonenladung sowie je einen Kovalenzradius fur Einfach-, Doppel- und Dreifachbindung. Die Werte variieren dann noch in Abhangigkeit der Koordinationszahlj je grof3er sie ist, desto grof3er ist der Radius.

Vor aHem zwei Strukturtypen erfiiHen die Bedingungen und sind von besonderer Bedeutung(Abb. 17): rM/rX > 0,732 0,414 bis 0,732 Koordinationszahl u. -polyeder Kation Ani 0 n 4 Tetraeder 8 Wiirfel 6 Oktaeder 3 Dreieck Strukturtyp CaF2 (Fluorit) Rutil (Ti0 2) Beispiele CaF2, SrF2, BaF2, SrC12, BaC12 MgF 2, FeF2, ZnF 2, Sn02 Vertauscht man Kationen und Anionen auf ihren PHitzen, so ergeben sich beim CsCI-, NaCI- und Sphalerit-Typ die gleichen Strukturen. Beim CaF2Typ ist mit dem Vertauschen der PHitze auch ein Vertauschen der Koordinationszahlen verbunden, die Anionen haben dann die Koordinationszahl 8 und die Kationen 4.

Diese ist nicht direkt mefibar, sie entspricht aber der Sublimationsenthalpie bei der Temperatur T plus der Warmeenergie, die zum Aufheizen von 0 K bis zu dieser Temperatur benotigt wird, minus RT. RT ist der erforderliche Energiebetrag, urn ein Mol Gas bei der Temperatur T auf einen unendlich kleinen Druck zu entspannen. Da sich die genannten Energiebetrage messen lassen, kann die Gitterenergie in diesem Fall experimentell bestimmt werden. Folgende, zwischen den Molekiilen wirksame Krafte tragen zur Gitterenergie eines aus Molekiilen aufgebauten Kristalls bei: 1.

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