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1 Werkstoffe aus der Sicht der Strukturlehre Amorphe Werkstoffe Nur lokale atomare Anordnung Gleiche Abstände zwischen den Nachbaratomen Kristalline Werkstoffe.

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Präsentation zum Thema: "1 Werkstoffe aus der Sicht der Strukturlehre Amorphe Werkstoffe Nur lokale atomare Anordnung Gleiche Abstände zwischen den Nachbaratomen Kristalline Werkstoffe."—  Präsentation transkript:

1 1 Werkstoffe aus der Sicht der Strukturlehre Amorphe Werkstoffe Nur lokale atomare Anordnung Gleiche Abstände zwischen den Nachbaratomen Kristalline Werkstoffe Lokale und globale atomare Anordnung 3D Periodizität

2 2 Periodizität in kristallinen Werkstoffen Eindimensional t1t1 Zweidimensional t1t1 t2t2 t1t1 t2t2 t3t3 Dreidimensional

3 3 Kristallchemische Bindungskräfte Van der Waals: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Coulombische Kraft: Ionenkristalle – NaCl, LiF, NaI, CsCl Metallische Bindung – positiv geladene Atome, die in ein Elektronengas eingebettet sind; schwache Bindung. Kovalenzbindung: starke Bindung zwischen Elektronen – Diamant, Si, Ge Bestimmen die mechanischen, optischen, thermischen und magnetischen Eigenschaften der Werkstoffe Festkörperphysik und Festkörperchemie

4 4 Van der Waals Bindung Lennard-Jones Potential Repulsive (abstoßende) Kraft Anziehungskraft

5 5 Ionenkristalle Wechselwirkung zwischen positiv und negativ geladenen Ionen Repulsive (abstoßende) Kraft Anziehungskraft (Coulomb Potential) Starke Bindung Ionenkristalle sind hart und haben einen hohen Schmelzpunkt

6 6 Metalle Elektronen werden unter Atomen geteilt – gute elektrische Leitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit, Undurchsichtigkeit, hohe optische Reflektivität (Glanz) Die Energie im kondensierten Zustand ist kleiner als die Summe der Energien einzelner Atome

7 7 Kovalente Kristalle Die Atome in der Kovalenzbindung tragen jeweils mit einem Elektron zu der Bindung bei Als Folge der Kovalenzbindung beobachtet man tetraedrische Anordnung der Atome – jedes Atom ist in der Regel an 4 andere Atome gebunden

8 8 Wie kann man die Kristallstruktur vorhersagen? Aus der Affinität oder Elektronenkonfiguration der beteiligten Atome (Quantenmechanik) Aus der Anzahl an Valenzelektronen Aus der Größe der Atome (aus den Atomradien)

9 9 2 r 2 r.2 2 r 2 r.2 2 r.3 Maximale Größe des inneren Atoms

10 10 Oktaedrische Atomlage 2 r 2 r.2 Maximale Größe des inneren Atoms

11 11 Tetraedrische Atomlage Maximale Größe des inneren Atoms

12 12 Atomzahl


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