Druck-Koordinations-Regel
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Die Druck-Koordinations-Regel ist eine Regel der anorganischen Strukturchemie bzw. Festkörperchemie. Sie besagt, dass in Festkörpern mit steigendem Druck eine Erhöhung der Koordinationszahl eintritt.[1][2][3][4] Diese Regel geht auf Alfred Neuhaus zurück.[5][6][7]
| Normaldruck-Modifikation | Phasen-
umwandlung |
Hochdruck-Modifikation | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Formel | Name | Symmetrieklasse | Gittertyp | Koordinationszahl | p/kbar | T/°C | Kristallklasse | Gittertyp | Koordinationszahl |
| C | Graphit | Graphit | 3−1 | >60 | >1250 | Diamant | 4 | ||
| C | Diamant | Diamant | 4 | ≈ 650 | ≈ 700 | ? | Kohlenstoff III | 4+2 | |
| Si | Silicium | Diamant | 4 | ≈ 200 | 20 | NaCl | 6 | ||
| Ge | Germanium | Diamant | 4 | ≈ 120 | 20 | weißes Zinn | 6 | ||
| Sn | Zinn, grau | Diamant | 4 | ≈ 1 | 13 | weißes Zinn | 6 | ||
| Sn | Zinn, weiß | weißes Zinn | 6 | >115 | 20 | kubisch raumzentriert | 8 | ||
| α-Fe | Eisen | kubisch raumzentriert | 8 | ≈ 130 | 20 | hexagonal | ɛ-Eisen | 12 | |
| AlSb | Aluminiumantimonid | Zinkblende | 4 | ≈ 125 | 20 | weißes Zinn | 6 | ||
| BN | Bornitrid | Graphit | 3+1 | >60 | 1300 | kubisch | Borazon | 4 | |
| ZnO | Zinkit | Wurtzit | 4 | ≈ 100 | ≈ 250 | NaCl | 6 | ||
| SiO2 | Quarz | Quarz | 4 | 20 | ≈ 500 | Coesit | 4 | ||
| SiO2 | Coesit | - | 4 | 125 | >1200 | Rutil | 6 | ||
| CdTe | Cadmiumtellurid | Zinkblende | 4 | ≈ 10 | 20 | NaCl | 6 | ||
| CaF2 | Calciumfluorid | Fluorit | 8 | 100 | 200 | PbCl2 | 9 | ||
| SrF2 | Strontiumfluorid | Fluorit | 8 | >50 | 200 | PbCl2 | 9 | ||
| BaF2 | Bariumfluorid | Fluorit | 8 | >50 | 200 | PbCl2 | 9 | ||
| ZnF2 | Zinkfluorid | Rutil | 6 | ≈ 80 | 300 | Flußspat | 8 | ||
| NaCl | Natriumchlorid | NaCl | 6 | >100 | 20 | CsCl | 8 | ||
| KCl | Kaliumchlorid | NaCl | 6 | ≈ 20 | 20 | CsCl | 8 | ||
| AgCl | Silberchlorid | NaCl | 6 | ≈ 85 | 20 | CsCl oder Hg2Cl2 | 8 | ||
| AgBr | Silberbromid | NaCl | 6 | 83 | 20 | CsCl | 8 | ||
| AgI | Silberiodid | Zinkblende | 4 | <4 | ≈ 50 | NaCl | 6 | ||
| AgI | Silberiodid | NaCl | 6 | ≈ 115 | 20 | CsCl | 8 | ||
| Mg2[Ge2O6] | Ge-Enstatit | - | Mg: 6, Ge: 4 | ≈ 25 | ? | Ilmenit | Mg: 6, Ge: 6 | ||
| CdTiO3 | Cadmiumtitanat | Ilmenit | Cd: 6 | 12 | 600 | Perowskit | Cd: 12 | ||
| CaCO3 | Calcit | Calcit | 6 | 6 | 20 | Aragonit | 9 | ||
Druck-Abstands-Paradoxon
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Das Druck-Abstands-Paradoxon besagt, dass nach der Druck-Koordinations-Regel bei steigendem Druck und zunehmender Koordinationszahl sich die interatomaren Abstände vergrößern.[1] Diese Regel wurde von Will Kleber aufgestellt.[8]
Druck-Homologie-Regel
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Druck-Homologie-Regel[2] (auch Druck-Homologen-Regel[3]) ist ein Spezialfall der Druck-Koordinations-Regel und besagt, dass in einer homologen Reihe von Verbindungen bei Druckerhöhung die Kristallstruktur der höheren Homologen eingenommen wird.[6]
| Normaldruck-Modifikation | Umwandlungs- Bedingungen |
Hochdruck-Modifikation | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Formel | Gittertyp | Koordinationszahl | p/kbar | T/K | Formel | Gittertyp | Koordinationszahl |
| C | Diamant | 4 | >650 | 1100 | C | metallisch | 6 |
| Si | Diamant | 4 | ≈ 200 | 300 | Si | weißes Zinn | 6 |
| Ge | Diamant | 4 | ≈ 120 | 300 | Ge | weißes Zinn | 6 |
| Sn, grau | Diamant | 4 | 1 | 286 | Sn, weiß | weißes Zinn | 6 |
| Normaldruck-Modifikation | Umwandlungs- Bedingungen |
Hochdruck-Modifikation | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Formel | Gittertyp | Koordinationszahl | p/bkar | T/°C | Gittertyp | Koordinationszahl |
| NaCl | NaCl | 6 | 100 | 20 | CsCl | 8 |
| KCl | NaCl | 6 | 20 | 20 | CsCl | 8 |
| RbCl | NaCl | 6 | 5 | 20 | CsCl | 8 |
| RbBr | NaCl | 6 | 5 | 20 | CsCl | 8 |
| RbI | NaCl | 6 | 5 | 20 | CsCl | 8 |
| AlSb | Zinkblende | 4 | 125 | 25 | weißes Zinn | 6 |
| GaSb | Zinkblende | 4 | 90 | 25 | weißes Zinn | 6 |
| InSb | Zinkblende | 4 | 22 | 25 | weißes Zinn | 6 |
| ZnS | Zinkblende | 4 | 240 | 20 | NaCl | 6 |
| ZnSe | Zinkblende | 4 | 165 | 20 | NaCl | 6 |
| ZnTe | Zinkblende | 4 | 140 | 20 | NaCl | 6 |
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Ulrich Müller: Anorganische Strukturchemie. 6. Auflage. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8348-9545-5, S. 179.
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ a b Ulrich Müller: Anorganische Strukturchemie. 6., aktualisierte Auflage. Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8348-9545-5, S. 179.
- ↑ a b c d e W. Kleber, K.-Th. Wilke: Synthese und Kristallchemie anorganischer Stoffe bei hohen Drücken und Temperaturen. In: Kristall und Technik. Band 4, Nr. 2, 1969, S. 165–199, doi:10.1002/crat.19690040202.
- ↑ a b Festkörperchemie, Kapitel 2.1. Abgerufen am 23. Juli 2022.
- ↑ Pressure-coordination rule – Big Chemical Encyclopedia. Abgerufen am 23. Juli 2022.
- ↑ Alfred Neuhaus, Helmut Heide, Roland Steffen: Über das Druck-Zustandsverhalten einiger Chalkogenide. In: Festschrift für Leo Brandt zum 60. Geburtstag. VS Verlag für Sozialwissenschaften, Wiesbaden 1968, ISBN 3-663-00525-9, S. 59–78, doi:10.1007/978-3-663-02438-5_5.
- ↑ a b V. Gutmann, H. Mayer: Application of the functional approach to bond variations under pressure. In: Bonding and Compounds of Less Abundant Metals. Band 31. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 1976, ISBN 3-540-07964-5, S. 49–66, doi:10.1007/3-540-07964-5_35.
- ↑ A. Neuhaus: Synthesis, structural behavior, and valence state of inorganic matter in the realm of higher and highest pressure. In: CHIMIA News (Hrsg.): CHIMIA International Journal for Chemistry. Band 71, Nr. 1, 22. Februar 2017, ISSN 0009-4293, S. 1–1, doi:10.2533/chimia.2017.1.
- ↑ W. Kleber: Das „Druck-Abstands-Paradoxon“. In: Kristall und Technik. Band 2, Nr. 1, 1967, S. 13–14, doi:10.1002/crat.19670020103.