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Molekülkristalle

Einleitung

In Molekülkristallen fungieren Moleküle als Gitterbausteine. Der Zusammenhalt innerhalb eines Moleküls beruht auf kovalenten Bindungen; die Gitterkräfte hingegen sind zwischenmolekulare Wechselwirkungen induzierter oder permanenter Dipole. Da man die meisten Moleküle auch nicht näherungsweise als Kugeln betrachten kann, ist eine Systematisierung wie bei Ionen-, Metall- und Atomkristallen nicht möglich. Im Übrigen hängt die Anordnung der Moleküle im Gitter wesentlich von der Ladungsverteilung innerhalb der Moleküle ab.

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Abb.1
Feststoff
Abb.2
Elementarzelle

Iod bildet im festen Zustand einen Molekülkristall bestehend aus I2-Molekülen.

Molekülkristalle werden zum Beispiel von den Halogenen aus X2-Molekülen, von Schwefel aus S8-Ringen, von weißem Phosphor aus P4-Tetraedern, von Kohlendioxid oder Wasser als Eis gebildet. Die meisten Molekülkristalle findet man jedoch bei den organischen Verbindungen.

Eigenschaften

Abb.3
Alltagsbeispiel Zucker

Verglichen mit den sehr stabilen Atom- und Ionenkristallen sind Molekülkristalle durch relativ geringe Stabilität auf Grund der schwachen Gitterkräfte gekennzeichnet. Dies drückt sich makroskopisch in den niedrigen Schmelz- beziehungsweise Sublimationspunkten aus. Die meisten organischen Substanzen schmelzen unter 250 °C. Oft sind Molekülkristalle auch leicht verformbar. Genauer betrachtet können die zwischenmolekularen Kräfte aber von recht unterschiedlicher Stärke sein. Gelegentlich, vor allem bei großen Molekülen, sind sogar einzelne kovalente Bindungen im Molekül schwächer als die zwischenmolekularen Kräfte. In diesen Fällen beobachtet man eine Zersetzung der Substanz bevor der Schmelzpunkt erreicht wird. Ein aus dem Alltag bekanntes Beispiel ist Zucker, der beim Erhitzen karamellisiert.

Literatur

Kühl, O. (August 2012): Allgemeine Chemie. 1. AuflageWiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA , 220, ISBN: 978-3-527-33198-7
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