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Ionenkristalle

Strukturen von AB-Verbindungen - Zusammenfassung

Tab.1
GittertypTheoretisches Radienverhältnis: rKation / rAnion KoordinationszahlBeispiele
CsCl Caesiumchlorid-Gitter (kubisch) > 0,78/8 CsCl, CsBr, CsI, NH4Cl, NH4Br, NH4I, TlCl, TlBr, CsCN Hochdruckmodifikationen der Alkalihalogenide außer Li
NaCl Natriumchlorid-Gitter (kubisch) 0,7-0,46/6 Alkalihalogenide außer s.o. Alkalihydride, Erdalkalichalkogenide außer Be TiO, VO, MnO, FeO, NiO, CdO, AgCl, AgBr, PbS, PbSe
ZnS Zinkblende-Gitter (kubisch) > 0,44/4ZnS, BeS, AgI, CuBr, AlP, GaAs, CuI
ZnS Wurtzit-Gitter (hexagonal) > 0,44/4SiC, AlN, BeO, ZnO, CdS

Betrachtet man die Verbindungen, die im Zinkblende-Gitter kristallisieren bezüglich der Bindungsverhältnisse, so besitzen die meisten bereits deutlich kovalente Bindungsanteile, denn wir haben es mit kleinen stark polarisierenden Kationen und größeren leicht polarisierbaren Anionen zu tun. Die Voraussetzung weitestgehender Ionenbindung ist hier meist nicht mehr erfüllt. Man kann solche Kristallgitter dementsprechend auch als eine Verknüpfung von sp3-hybridisierten Atomen zu einem dreidimensionalen kovalenten Netzwerk interpretieren. Als Faustregel kann gelten, dass niedrige Koordinationszahlen meist auf beträchtliche kovalente Bindungsanteile hindeuten.

Eine kritische Betrachtung der Radienverhältnisse zeigt auch, dass die errechneten Werte nicht notwendigerweise mit den tatsächlichen Strukturen der Verbindungen im Einklang stehen. So kristallisieren fast alle Alkalihalogenide im NaCl-Gitter, obwohl die Radienverhältnisse zum Teil davon abweichen.

Abb.1

Die Ursachen sind darin zu sehen, dass das starre Kugelmodell die Verhältnisse im Kristall nur grob beschreiben kann. Die Ionenradien sind keine konstanten Größen und hängen selbst von der Koordinationszahl ab. Zudem sind die Gitterenergiedifferenzen im Grenzbereich nur gering. (Die Madelung-Faktoren betragen für das NaCl-Gitter 1,748, für das CsCl-Gitter 1,763.) Im Übrigen existiert keine dem Modell entsprechende reine Ionenbindung, sondern nur mehr oder weniger weitgehende Annäherung.

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