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Einlagerungsverbindung von Chalkogeniden Yoolim Kim 06.07.10 1.

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Präsentation zum Thema: "Einlagerungsverbindung von Chalkogeniden Yoolim Kim 06.07.10 1."—  Präsentation transkript:

1 Einlagerungsverbindung von Chalkogeniden Yoolim Kim

2 Gliederung 1.Einleitung -Definition: Interkalation -Motivation 2.Interkalation von Chalkogenidverbindungen 3.Zusammenfassung 4.Literatur 2

3 1. Einleitung 1.1 Definition: Interkalation? Die Einlagerung von Molekülen, Ionen in chemischen Schichtverbindungen. 3

4 1. Einleitung 1.2 Motivation Wichtige Eigenschaften der Interkaltionsreaktion -Topotaktische Reaktion neu stabile und metastabile Verbindungen mit modifizierten physikalischen Eingenschaften Die technische Umseztung der Ergebnisse im Gebiet der Elektonen-/Ionenleiter. -Ionentransportmechanismen Bsp.für gemischte Ionen-und Elektronenleiter Der Einlagerungsprozeß entweder auf chem. oder eleltrochem. Wege Anwendung: eine Li-Batterie (eine Akkumulationsbatterie) -Anisotrope Bindungsverhalten Der zweidimensionale charakter Die Schichten in den Verbindungen leicht verschiebbar Anwendung : Schmiermittel 4

5 1. Einleitung 1.3 Bsp. für Interkalierbare Schichtverbindungen Basistext chemie, Anorganische Materialien, Mark T.Weller Schichtverbindung(Wirtsgitter)Schichttyp Graphit, Oxychloride, ÜM-Disulfide, Kaolinit Ohne Ladung LiCoO, Tonminerale,Titanate und Niobate, Zirconiumhydrogenphosphat Negativ geladene Schichten Hydrotalcite,BrucitPositiv geladene Schichten 5

6 1. Einleitung 1.4 Schichtverbindungen (Wirtsgitter) Man unterscheidet Wirtsgitter: -Wirtsgitter, die Nichtleiter sind,deren effektive Ladung bei Einlagerungsreaktion konstant bleibt. -Elektronisch leitende Wirtsgitter, deren effektive Ladung sich duch Einlagerung verändern lässt. 6

7 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.1 Chalkogenide Schichtverbindungen(MX ) Oktaederisch Trogonal-prismatisch D.F.Shriver, P.W.Atkins C.H.Langford, Andorganische Chemie 7

8 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.1 Chalkogenide Schichtverbindungen(MX ) Oktaedrisch M(Ü.metalle) =Ta,Ti,Zr,Hf X(Chalkogenide) =S,Se,Te Trigonal prismatisch M(Ü.Metalle) =Mo,W,Nb X(Chalkogenide) =S,Se 8

9 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.2 Stapelung der Schichten Oktaderisch Trigonal prismatisch Physica 99 B (1980) 3-11,Structural Chemistry of layered materials and their intercalates 9

10 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.2 Stapelung der Schichten -Polytypen (nach Ramsdellsche Nomenklatur) L.S.Ramsdell, Am.Mineralogist 32 (1947)64 Physica 99B (1980)3-11,Structural chemistry of layered materials and their intercalates 10

11 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.3 Bändermodell 11

12 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.4 Bändermodell von Metalldichalkogeniden Allgemein Oktaedrisch Trigonal-prismatisch D.F.Shriver,P.W.Atkins,C.H.Langford, Anorganische Chemie 12

13 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.5 Gäste Moleküle -Metall-Ionen -Sovatisierte Ionen (OH- ) -molekulare Ionen (NH,H O) Basistext chemie, Anorganische Materialien, Mark T.Weller Intercalation Chemistry,Electron/Ion Transfer Reactions 13

14 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.6 Elektronentransferschema Progress in Intercalation Research,W.Müller-Warmuth and R.Schöllhorn Ein reversibler Elektronenaustausch auf einem geeigneten Energieniveau der elektronischen Bänderstruktur des Wirtes 14

15 2. Interkalation von Chalkogenidverbindungen 2.7 Interkalierte Chalkogenidverbindungen Bsp. LiTiS -Eine oktaderische Struktur - Synthese über die elektrochemische Methode Anode: Li Li + e Kathode: TiS + Li +e LiTiS - Anwendung: Batterie 15

16 3. Zusammenfassung Interkalation Eine Einlagerungsreaktion von Gästen in die Schichtverbindung Chalkogenidschichtverbindung(Wirtsgitter,MX ) BSp. TaS (Oktaedrische Struktur, Leiter), MoS2(Trigonal-prismatische, Halbleiter) Gäste Moleküle Alkalimetalle, Amine und elektronenreiche Übergangsmetall-Komplexe Interkalierte Chalkogenidverbindung Bsp. LiTiS (Batterie) 16

17 Vielen Dank für die Aufmersamkeit ! 17

18 4. Literaturen Basistext chemie AC Materialien, Mark T. Weller Progress in Intercalation Resarch, W.Müller.Warmath,R-Schöllhorn D.F.Shriver,P.W.Atkins,C.H.Langfortd, AC Antohny R.West, Solid State chemistry and its Applications J.Heck,W.kaim, M.Weidenbruch, AC, D.F.shriver,P.w.Atkins,C.H.Langford Understanding Batteries,R.M.Dell and D.A.J.Rand Structural chemistry of layered materials and their intercalates,Jean Rouxel Electron/Ion-Transfer reactions of solids with different lattice dimensionality, R.Schöllhorn The Lithium intercalates of ther tranition metal dichalcogenides, M.Stanley Whittingham and Fred R.Gamble Jr Solid State chemistry compounds,A.K.cheetham and Peter Day 18


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