thumb|right| jedes Atom hat sechs direkte Nachbarn Unter einem Ionengitter oder Ionenkristall versteht man in der Chemie und der Festkörperphysik die regelmäßige räumliche Anordnung von Anionen und Kationen in einem homogenen Stoff im festen Zustand. Der Zusammenhalt des Gitterverbandes erfolgt durch Ionenbindungen.
Ionenkristalle sind die bekanntesten Beispiele für Kristalle mit kubischer Gitterstruktur: Natriumchlorid-Gitter (Natriumchlorid) für die kubisch flächenzentrierte Struktur Caesiumchlorid für die kubisch raumzentrierte Struktur.
Struktur
Die Struktur der Ionengitter hängt zum einen vom Größenverhältnis der Ionen, zum anderen vom Ladungsverhältnis ab.
Stoffname Verhältnisformel Kation Anion KoordinationDie Koordination gibt an, wie viel Anionen ein Kation umgeben und wie viel Kationen ein Anion umgeben. Kristallsystem weitere Beispiele Sphalerit (Zinkblende) Zinksulfid ZnSZn2+S2−4:4 Jedes Zinkkation ist tetraedrisch von 4 Sulfidanionen umgeben, jedes Sulfidanion ebenfalls tetraedrisch von 4 Zinkkationen. kubisch CuCl, CuBr, CuI, BeS, HgS Wurtzit ZnSZn2+S2−4:4 hexagonal NH4F, BeO, ZnO, AgI, CdS Rutil TiO2Ti4+O2−3:6 Jedes Titankation ist verzerrt oktaedrisch von 6 Oxidionen umgeben, jedes Oxidion planar von 3 Titankationen. Hier liegt der Bindungscharakter zwischen einer Ionen- und einer Atombindung tetragonal SnO2, MgF2, PbO2, MnO2 Natriumchlorid NaClNa+Cl−6:6 Jedes Natriumkation ist oktaedrisch von 6 Chloridanionen umgeben, jedes Chloridanion ebenfalls oktaedrisch von 6 Natriumkationen. kubisch NaF, KF, AgF, KCl, AgCl, NH4Cl (über 184,3 °C), NaBr, KBr, AgBr, NaI, KI, NaH, KH, MgO, CaO, SrO, BaO, FeO, CoO, NiO, MgS, CaS, MnS, PbS Calciumfluorid (Fluorit)CaF2Ca2+F−4:8 Jedes Calciumkation ist von 8 Fluoridionen würfelförmig umgeben, jedes Fluoridion tetraedrisch von 4 Calciumkationen. kubisch PbF2, BaF2, SrCl2, CdF2; Antifluoritstruktur: Li2O, Na2O, K2O Caesiumchlorid CsClCs+Cl−8:8 kubisch NH4Cl (bei Raumtemp.), 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
Sonderformen Bei Antistrukturen, z. B. der Antifluoritstruktur, sind die Positionen der Anionen und Kationen miteinander vertauscht. Ionengitter können auch stöchiometrische 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 ABCABC… wie CdCl2, FeCl2 und MgCl2.
Siehe auch Atomgitter, Molekülgitter, Metallgitter, Kristallgitter amorpher Zustand Gitterstruktur, Gitterkonstante, Gitterenthalpie Kapustinskigleichung Strukturtyp
Einzelnachweise
Kategorie:Kristallographie Kategorie:Chemische Bindung