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Ionengitter



Unter einem Ionenkristall oder Ionengitter versteht man in der Chemie und der Festkörperphysik die regelmäßige räumliche Anordnung von Anionen und Kationen eines homogenen Stoffes im festen Zustand. Der Zusammenhalt des Gitterverbandes erfolgt durch die Ionenbindung. Die bekanntesten Beispiele für Kristalle mit kubischer Gitterstruktur sind Ionenkristalle: Caesiumchlorid für die kubisch primitive und Natriumchlorid-Gitter (Natriumchlorid) für die kubisch-flächenzentrierte Struktur.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Struktur

Die Struktur der Ionengitter hängt zum einen vom Größenverhältnis der Ionen, zum anderen vom Ladungsverhältnis ab.

Stoffname Verhältnisformel Kation Anion Koordination   Kristallsystem weitere Beispiele
Sphalerit (Zinkblende) ZnSZn2+S2-4:4 Jedes Zink-Kation ist tetraedrisch von 4 Sulfid-Anionen umgeben, jedes Sulfid-Anion ebenfalls tetreadrisch von 4 Zink-Kationen. kubisch CuCl, CuBr, CuI, AgI, BeS, HgS
Wurtzit ZnSZn2+S2-4:4   hexagonal NH4F, BeO, ZnO, CdS
Rutil TiO2Ti4+O2-6:3 Jedes Titan-Kation ist verzerrt oktaedrisch von 6 Oxid-Ionen umgeben, jedes Oxid-Ion planar von 3 Titan-Kationen. Hier liegt der Bindungscharakter zwischen einer Ionen- und einer Atombindung tetragonal SnO2. MgF2, PbO2
Natriumchlorid NaClNa+Cl-6:6   kubisch NaF, KF, AgF, KCl, AgCl, NH4Cl, NaBr, KBr, AgBr, NaI, KI, MaH,KH, MgO, CaO, SrO, BaO, FeO, CoO, NiO, MgS, CaS, MnS, PbS
Calciumfluorid (Fluorit)CaF2Ca2+F-8:4 Jedes Calcium-Kation ist von 8 Fluorid-Ionen würfelförmig umgeben, jedes Fluorid-Ion tetraedrisch von 4 Calcium-Kationen. kubisch PbF2, BaF2, SrCl2, CdF2; Antifluorit-Struktur: Li2O, Na2O, K2O
Caesiumchlorid CsClCs+Cl-8:8   kubisch NH4Cl, TiCl, CsBr, NH4Br, TlBr, CsI, NH4I,TlI
Kaliumnitrat KNO3K+NO3-    orthorhombisch  
Calcit (Kalkspat) CaCO3Ca2+CO32-  trigonal 
Natriumchlorat NaClO3Na+ClO3-  monoklin 
Kupfersulfat CuSO4 Cu2+SO42-  triklin 


Die Koordination gibt an, wie viel Anionen ein Kation umgeben und wie viel Kationen ein Anion umgeben. Die Elementarzelle beschreibt die kleinste geometrische Einheit eines Gitters und legt das Kristallsystem fest. Die Elementarzelle reicht aus, um die gesamte Geometrie und Symmetrie der Kristallstruktur zu beschreiben.

Sonderformen

  • Bei der so genannten Antifluorit-Struktur sind die Position der Anionen und Kationen miteinander vertauscht.
  • Ionengitter können auch stöchiometrischen Mengen kleiner Moleküle in den Gitterlücken enthalten (zum Beispiel Kristallwasser).
  • Schichtengitter:
Orthoborsäure H3BO3 ist ein planares Molekül. Im festen Zustand bilden diese Moleküle untereinander Wasserstoffbrücken aus, so dass ein zweidimensionales Blatt entsteht. Diese Blätter sind übereinander gestapelt. Der Zusammenhalt zwischen den Schichten erfolgt durch Van-der-Waals-Wechselwirkung.
  • Sandwich-Gitter:
Bei Cadmiumiodid CdI2 und Cadmiumchlorid CdCl2 liegt eine Kationenschicht zwischen zwei Anionenschichten. Die Anziehungskräfte zwischen den Schichten sind relativ schwach. Diese Dreierlagen können auf zwei Arten übereinander gestapelt sein: ABAB... wie CdI2, Mg(OH)2 und PbI2 oder ABCABC… wie CdCl2, FeCl2 und MgCl2.

Siehe auch

Atomgitter, Molekülgitter, Proteingitter, Metallgitter, Kristallgitter, amorpher Zustand, Gitterstruktur, Gittersymmetrie, Gitterkonstante, Gitterstörung, Gitterenthalpie, Kubisches Gitter

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Ionengitter aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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