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Übergänge zwischen den Bindungstypen

metallisch-kovalent

Metalle bevorzugen untereinander die Metallbindung, Nichtmetalle hingegen die kovalente Bindung. Die Metalle in der Mitte des Periodensystems, wie Gallium, Indium, Zinn oder Bismut, kristallisieren nicht ausschließlich in den sonst typischen Metallstrukturen mit hohen Koordinationszahlen und dichter Packung, sondern mit niedrigeren Symmetrien. Zinn kristallisiert in einer tetragonalen metallischen Hochtemperaturform und einer Tieftemperaturform vom Diamanttyp, d.h. jedes Sn-Atom ist tetraedrisch von vier Nachbarn umgeben, was angesichts der geringen elektrischen Leitfähigkeit eine sp3 -Hybridisierung des Zinns und überwiegend kovalenten Bindungscharakter vermuten lässt.

Abb.1

Diese Elemente aus 4., 5. und 6. Hauptgruppe zeigen ausgeprägte Neigung zum Auftreten in unterschiedlichen Kristallstrukturen (Modifikationen). In einer Reihe von Fällen existieren für ein Element ähnlich wie beim Zinn Modifikationen mit deutlich metallischem oder nichtmetallischem Charakter.

Übergangsformen zwischen metallischer und kovalenter Bindung in ein- und derselben Substanz treten in Halbleitern mit sehr kleiner verbotener Zone auf. Dann sind nämlich bei Raumtemperatur bereits sehr viele Elektronen ins Leitungsband angeregt und delokalisiert. Bei Temperaturerhöhung sinkt bei solchen Stoffen die Leitfähigkeit wie bei Metallen, weil der Effekt der Behinderung der Elektronenbewegungen durch Gitterschwingungen den der Anregung weiterer Elektronen übersteigt. Es liegt also ein Übergang zwischen Halbleiter (überwiegend kovalente Bindung mit lokalisierten Bindungselektronen) und Metall (delokalisierte Elektronen) vor (zum Beispiel Wolframbronzen).

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