Kristalle und ihre Verwandten

Sicher ist es interessant, den Aufbau einzelner Moleküle zu untersuchen.

Viel mehr über einen Stoff können wir erfahren, wenn wir uns größere Verbände von Teilchen ansehen. Atome, Ionen oder Moleküle (wir werden auf dieser Seite alle 3 kurz als Teilchen bezeichnen) können sich zu solchen Verbänden zusammenschließen. Haben diese einen regelmäßigen Aufbau, sind es Kristalle. Fehlt ihnen die Regelmäßigkeit, entstehen amorphe Stoffe (z.B. Glas) oder Biomaterialien (z.B. Zellen) – die nahen Verwandten der Kristalle. Aber auch Flüssigkeiten bestehen aus vielen Teilchen. Sie haben weder eine regelmäßige noch eine zeitlich konstante Anordnung, aber ich zähle sie trotzdem zu den entfernten Verwandten der Kristalle.

Kristallstrukturen auf meinen Seiten

Stoffe mit Atombindung – Elemente

polare Stoffe

Salze

     Alkalihalogenide =
     Alkalimetall + Halogen

     Andere einfache Halogenide

     komplexe Halogenide

     Nitride

Oxide von Metallen

Was habe ich davon, mich mit Kristallen und ihren Verwandten zu beschäftigen ?

Ein Grund ist, dass einzelne Atome oder Moleküle eines Stoffes auf der Erde, von Ausnahmefällen einmal abgesehen, nicht vorkommen. Verbände aus vielen Teilchen sind die Regel.

Der zweite und viel wichtigere Grund ist, dass man die Eigenschaften eines Stoffes, die wir beobachten und messen können, nur in großen Verbänden definieren kann.

In diesem Kapitel wird es ganz überwiegend um Kristalle gehen. Amorphe Stoffe und Flüssigkeiten werden, wenn überhaupt, nur ganz am Rand erwähnt. Es geht (zeitlich und gedanklich) zuerst um den Aufbau der Kristalle, daran anschließend folgen Überlegungen, wie man Eigenschaften der Stoffe aus dem Bau der Kristalle ableiten und erklären kann.

In welcher Reihenfolge finden Sie die Stoffe in diesem Kapitel ?

Natürlich könnte man die Stoffe nach dem Alphabet oder der Formel sortieren. Aber das ist langweilig. Mich erinnert es an die Tätigkeit eines Buchhalters, nicht eines Chemikers.

Sortieren wir die Stoffe also nach einem chemischen Aspekt. Der wichtigste Unterschied zwischen einem Teilchen und einem Verband ist die Bindung zwischen den Teilchen. Daher sortiere ich die Stoffe nach der Art der Bindung.
Ich beginne mit Stoffen, die eine reine Atombindung haben. Das sind die Elemente. Von dort gehe ich zu Stoffen, die eine immer stärker werdende polare Bindung haben, bis ich zur Ionenbindung und den Salzen komme. Weiter geht es zur Metallbindung und wieder zurück zur Atombindung.
Eines sollten wir dabei natürlich bedenken. Atom–, Ionen– und Metallbindung sind Modelle. Man kann die Bindungen in den meisten Stoffen durch Übergänge zwischen diesen Idealfällen beschreiben.

Dreieck mit Bindungstypen

Das Bild zeigt das Bindungsdreieck. In diesem Dreieck kann man für jeden Stoff den Bindungstyp eintragen. Sie werden das Bild in diesem Kapitel also öfter wiederfinden.

 

 

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