Ionenbindungen Ionengitter und Kristallsysteme

Präsentation zum Thema: "Ionenbindungen Ionengitter und Kristallsysteme"—  Präsentation transkript:

1 Ionenbindungen Ionengitter und Kristallsysteme

2 Gliederung Entstehung von Ionenbindungen Wirkende Kräfte
Kristallstrukturen - Koordinationszahl - Gittertypen - Radienverhältnisse Physikalische Eigenschaften

3 Die Ionenbindungen Metall + Nichtmetall Ionenverbindung
Na + Cl Na Cl - Kation Anion Anziehungskräfte - +

4 Wirkende Kräfte – Coulombsche Kräfte
Die elektrostatische Anziehungskraft ist ungerichtet in alle Raumrichtungen wirksam symmetrische Anordnung der Ionen - + - - Bildung von Kristallstrukturen

5 Beispiel einer Gitterstruktur
Cl- Na+

6 Koordinationszahl (KZ)
Anzahl der benachbarten Ionen, die gleich weit von einem bestimmten Ion entfernt sind. Beispiel: Koordinationszahl = 6

7 Anordnung der Ionen hängt von Koordinationszahl ab

8 Gittertypen AB-Strukturen: Gleiche Anzahl der Ionen A und B
 Koordinationszahl für Kationen und Anionen sind gleich Wichtige AB-Gitter: Natriumchlorid-Gitter Cäsiumchlorid-Gitter Zinksulfid-Gitter

9 AB-Strukturen Natriumchlorid-Gitter: Koordinationszahl = 6
 oktaedrische Koordination

10 AB-Strukturen Cäsiumchlorid-Struktur: Koordinationszahl = 8
 Würfelförmige Koordination

11 AB-Strukturen Zinksulfid-Typ: Koordinationszahl = 4
 Tetraedrische Koordination

12 Gitterstrukturen AB2-Strukturen:
Doppelte Anzahl Anionen (B) wie Kationen (A)  Doppelte Koordinationszahl für Kationen Wichtige AB2-Strukturen: Fluorit-Typ (CaF2) Rutil-Typ (TiO2) Cristobalit-Typ (SiO2)

13 AB2-Strukturen Fluorit-Typ (CaF2): KZ für Kationen 8, für Anionen 4

14 AB2-Strukturen Rutil-Typ (TiO2): KZ für Kationen 6, für Anionen 3

15 AB2-Strukturen Cristobalit-Typ (SiO2): KZ für Kationen 4, für Anionen 2

16 Radienverhältnisse Anordnung der Ionen hängt nicht von der Absolutgröße ab, sondern von den Verhältnissen der Radien der Ionen:

17 Radienverhältnisse Beispiel CsCl-Typ:
Verhältnis von 1 bis 0,73: Würfelstruktur möglich Verhältnis kleiner 0,73: Kation zu klein, keine Berührung mehr zwischen Anionen und Kationen bei Würfelstruktur  Gitter wäre nicht stabil  andere Koordination

18 Radienquotienten und Koordinationszahl
Koordinations-zahl (KZ) Koordinations-polyeder Radienquotient rK/rA Gittertyp 4 Tetraeder 0,225 – 0,414 Zinksulfid, Cristobalit 6 Oktaeder 0,414 –0,732 Natriumchlorid, Rutil 8 Würfel 0, Cäsiumchlorid, Fluorit

19 Physikalische Eigenschaften
Ionenverbindungen im Festkörper haben hohe Schmelzpunkte Ionenkristalle sind meist schlechte Ionenleiter Schmelzen von Ionenkristallen leiten den elektrischen Strom gut Ionenkristalle in polaren Lösemitteln leiten den elektrischen Strom