Crystal structure

the structure of crystals is described by two terms:

To crystal structure = lattice + basis

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lattices

the crystal lattice, also Punktgitter mentioned, is a three-dimensional arrangement of (mathematical) points. Die kleinste Einheit des Gitters ist die Elementarzelle. Diese enthält alle Informationen die zum Beschreiben des Kristalls notwendig sind. Diese Elementarzellen werden durch Translationssymmetrie zu einem dreidimensionalen Netz erweitert. Das Kristallgitter ist ein Hilfsmittel, um die Symmetrie und Geometrie eines Kristalls zu beschreiben. Im dreidimensionalen Raum beschreiben die 14 Bravais-Gitter jede Möglichkeit der Zellenform. Von jedem Gitterpunkt der Zelle muss der (unendlich ausgedehnte) Kristall genau gleich aussehen, egal in welche Richtung man sieht. Weil das Kristallgitter nur aus Punkten aufgebaut ist, ist es immer zentrosymmetrisch.

Die primitive Elementarzelle ist eine Zelle, die nur einen Gitterpunkt enthält (in der Grafik ist sie dunkler dargestellt).

Basis

Die Basis einer Kristallstruktur sind Atome, Ionen oder Moleküle. Diese Teilchen werden im Kristallgitter angeordnet. Weil die Basis oft eine niedrigere Symmetrie hat als das Gitter, hat die Kristallstruktur oft auch eine niedrigere Symmetrie als das Gitter. Die Basis besteht mindestens aus einem Atom, kann aber auch einige tausend Atome umfassen (Proteinkristalle). Im Kochsalz besteht die Basis aus einem Na+ und einem Cl- Ion.

Die Bestandteile der Kristallstruktur
Die Bestandteile der Kristallstruktur


In der Literatur wird oft von der Gitterstruktur gesprochen. Man spricht dann vom Natriumchloridgitter, Cäsiumchloridgitter, usw. Weil aber das Kristallgitter nur Punkte enthält und keine Ionen, ist diese Ausdrucksweise irreführend. Präziser heißt es Natriumchloridstruktur, Cäsiumchloridstruktur, Diamantstruktur oder auch Zinksulfidstruktur. Diese Strukturen werden für die Typisierung einer Reihe anderer Verbindungen genutzt, die im Bezug auf die Kristallstruktur mit den Beispielen übereinstimmen. Man kann also auch die Begriffe Natriumchloridstrukturtyp, Cäsiumchloridstrukturtyp, usw. verwenden.


Siehe auch

Literatur

Arnold Fr. Holleman und Egon Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie (101. Auflage), ISBN 3110126419

Weblinks

 

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