Seminar zu Vorlesung

Anorganische Chemie IIIWintersemester 2012/13

Universität Duisburg-EssenChristoph Wölper

Oktaeder vs trigonales Antiprisma

Strukturtypen

# nur lokal 4-zählige Sym- metrie# global nur 3-Symmetrie# 2a hat 3m. nicht m3m

-- -

Rutil

Strukturtypen

Ti O

# tetragonal P42/mnm# Ti „oktaedrisch“ koordiniert -> Punktsymmetrie m.mm -> spezielle Lage bei 0 0 0, 1/2 1/2 1/2 (2a)# O „trigonal-planar“ koordiniert -> Punktsymmetrie m.2m -> spezielle Lage bei x x 0, -x -x 0, -x+1/2 x+1/2 1/2, x+1/2 -x+1/2 1/2 (4f)

Rutil

Strukturtypen

Ti O

# Verhältnis 1:2

Rutil

Strukturtypen

Ti OSchicht ASchicht B# pseudo-hexagonal dichte Packung der O# Ti in den „Oktaederlücken“

Rutil

Strukturtypen

Ti OSchicht ASchicht B# Vergleich NiAs# aber: -> 1:2 Verhältnis -> O-Schichten auch senkrecht zu den gewählten -> Ti Positionen nicht auf einer Höhe

Rutil

Strukturtypen

Ti O

# Stapel aus kantenverbrückten Oktaedern# Stapel sind über eckenverbrük- kung verknüpft

Cadmiumdiiodid

Strukturtypen

Cd I

# trigonal P3m1# Verhältnis 1:2

-

Cadmiumdiiodid

Strukturtypen

Cd I

# Cd trigonal-antiprisma- tisch („oktaedrisch“) koordiniert (1a)# I trigonal-pyramidal (2d)# Ähnlichkeit mit NiAs -> hexagonal dichteste Anionenpackung mit Kationen in Oktaeder- lücken

Cadmiumdiiodid

Strukturtypen

# Vergleich mit NiAs -> hexagonal P63/mmc -> Verhältnis 1:1 -> Kation selbe Koor- dinationsphäre -> Koordination der Anionen verschieden

Ni AsSchicht ASchicht B

Strukturtypen

# Entfernen jeder zwei- ten Schicht Kationen ergibt 1:2 Verhältnis# Koordination des Anions jetzt trigonal- pyramidal# Symmetrie ändert sich

Ni AsSchicht ASchicht B

Cadmiumdiiodid

Strukturtypen

Ni AsSchicht ASchicht B

Cadmiumdiiodid

Cd ISchicht ASchicht B

Cadmiumdichlorid

Strukturtypen

Cd Cl

# trigonal R3m# Verhältnis 1:2# Cd trigonal-antiprismatisch („oktaedrisch“) koordiniert (1a)# Cl trigonal-pyramidal (2c)

-

Cadmiumdichlorid

Strukturtypen

# kubisch dichteste Anionenpackung# Ähnlichkeit zur Kochsalzstruktur -> kubisch dichteste Anionpackung mit Kationen in den Oktaederlücken

Cd ClSchicht ASchicht BSchicht C

Cadmiumdichlorid

Strukturtypen

Na Cl

Cadmiumdichlorid

Strukturtypen

Na Cl

Cadmiumdichlorid

Strukturtypen

Na Cl

# Entfernen jeder zweiten Schicht Kationen ergibt 1:2 Verhältnis# Koordination des Anions jetzt trigonal-pyramidal# Symmetrie ändert sich# Streckung entlang [111]

Cadmiumdichlorid

Strukturtypen

Na Cl

Cd Cl

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# kubisch Fd3m# Aufbau durch nur 3 Atome -> Mg 0 0 0 (8a) -> Al 5/8 5/8 5/8 (16d) -> O 3/8 3/8 3/8 (32e) (idealisiert)

-

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# kubisch Fd3m?? -> Atom auf 0 0 0?! -> ...

-

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# kubisch Fd3m?? -> Atom auf 0 0 0?! -> Diamant!!

-

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# kubisch Fd3m?? -> Atom auf 0 0 0?! -> Diamant!!# Anordnung der Mg Atome entspricht dem Diamant- Gitter

-

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Mg in der Mitte jedes zweiten Teilwürfels# besetzte Teilwürfel tetraedrisch in der Zelle angeordnet

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# spezielle Lagen mit Tetraeder-Symmetrie# bereits beim Diamant- Gitter benutzt

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# zwei weitere Sätze spe- zieller Lagen mit trigo- nal-antiprismatischer Punktsymmetrie# tetraedrische Anordnung um die Zentren der Teil- würfel# Al besetzt die Lage in den noch freien Teil- würfeln

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Anordnung als eckenver- knüpfte Tetraeder

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Anordnung als eckenver- knüpfte Tetraeder# Al besetzt die noch freien Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Mg besetzt die Gitter- punkte# Teilwürfel im Wechsel von Mg und einem Al Tetraeder besetzt

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Mg besetzt die Gitter- punkte# Teilwürfel im Wechsel von Mg und einem Al Tetraeder besetzt

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# O Atome bilden kubisch dichteste Packung# keine der bislang be- schriebenen speziellen Lagen ermöglicht das -> keine Lage mit okta- edrischer Punktsym- metrie in Fd3m -

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Darstellung als Schicht nicht gut geeignet zur Erklärung

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# sämtliche Kontakte sehr unübersichtlich -> einzelne Tetraeder herausgreifen

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# sämtliche Kontakte sehr unübersichtlich -> einzelne Tetraeder herausgreifen

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# das sind nicht alle Tetraeder!

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# spezielle Lage auf den dreizähligen Achsen -> Positionen auf den Achsen verschiebbar -> tetraedrische Anord- nung# O Positionen zu dichte- ster Packung idealisiert

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Aufteilung in 8 Tetraeder pro Zelle, jeweils einer in jedem Teilwürfel# 8 Mg, 16 Al und 32 O pro Elementarzelle

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Mg tetraedrisch von O koordiniert# Al oktaedrisch von O koordiniert# O von 3 Al und einem Mg tetraedrisch koordiniert -> dichteste Anionenpak- kung deshalb verzerrt

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Mg tetraedrisch von O koordiniert# Al oktaedrisch von O koordiniert# O von 3 Al und einem Mg tetraedrisch koordiniert -> dichteste Anionenpak- kung deshalb verzerrt

Spinell MgAl2O4

Strukturtypen

Al Mg O

# Mg tetraedrisch von O koordiniert# Al oktaedrisch von O koordiniert# O von 3 Al und einem Mg tetraedrisch koordiniert -> dichteste Anionenpak- kung deshalb verzerrt

Folie 1Folie 2Folie 3Folie 4Folie 5Folie 6Folie 7Folie 8Folie 9Folie 10Folie 11Folie 12Folie 13Folie 14Folie 15Folie 16Folie 17Folie 18Folie 19Folie 20Folie 21Folie 22Folie 23Folie 24Folie 25Folie 26Folie 27Folie 28Folie 29Folie 30Folie 31Folie 32Folie 33Folie 34Folie 35Folie 36Folie 37Folie 38Folie 39Folie 40Folie 41Folie 42Folie 43Folie 44Folie 45Folie 46Folie 47Folie 48