Kann man Kristallstrukturen von Festkörpern quantitativ charakterisieren?
Abstract
deEine chemisch sinnvolle Struktursystematik Anorganischer Festkörper fehlt: Bruttoformeln wie Mg2O4Si (Mg2[SiO4] ¿ (OMg4)[Si2O7]) versagen. Traditionelle Begriffe wie Koordinationszahl oder -polyeder, Zentralion oder Ligand sind hier, im Kollektiv, nicht willkürfrei definierbar. Quasikontinuierliche Übergänge chemisch ähnlicher Stoffe (und anderes!) schließen Qualitäten wie z. B. Symmetrie als Ordnungsprinzip grundsätzlich aus. Dagegen gestatten, hier erstmals gezeigt, die Quantitäten Gitterkonstanten und Lageparameter bei geeigneter, stets möglicher kristallographischer Aufstellung, physikalisch sinnvolle Beziehungen zwischen den Komponenten-Gittern (K. G.) zu analysieren und zur quantitativen Charakterisierung mit Zahlen im Bereich zwischen 0 und 400 zu versehen. So ist möglich, starre Unterteilungen in Gruppen (z. B. Sulfate oder Borate/Doppeloxyde) zu vermeiden und dennoch chemisch sinnvoll zu ordnen. Jedes Komponenten-Gitter wird durch Qi (50–150%) strukturgeometrisch charakterisiert, was neue Vergleiche zwischen verschiedensten Strukturen ermöglicht. Dies wird an Beispielen gezeigt, wo die Unterteilung in Kat- und An-Ionen üblich ist. Die Übertragung auf intermetallische Verbindungen, z. B. Zintl-Phasen, ist nach ersten Berechnungen möglich.
Abstract
enIs it possible to characterize Crystal Structures of Solids quantitatively?
There is still no appropriate way to order quantitatively what we believe to know about structures of solids. Overall formulae like Mg2O4Si (Mg2[SiO4] ¿ (OMg4) · [Si2O7]) do not work. Traditional terms like coordination number and polyhedron, ligand or central ion are here, dealing with collectives, only definable arbitrarily. Intimate transitions between chemical compounds (and other reasons too) omit basically the use of a quality like symmetry as an ordering principle. But, as shown here for the first time, quantities like lattice constants and positional parameters lead (using an appropiate crystallographic description) to exactly defined physically useful relations between the lattices of the components (K. G.) to calculate, to analyze and to characterize these quantitatively by numbers between 0 and 400. Thereby it is possible to avoid rigid group like dividions (e. g., sulfate or borate/double oxides) and yet to order chemically useful. Each lattice of the components is additionally geometrically characterized by Qi (50–150%). This enables us to compare quite different structures in new ways. Examples given here are those where differentiation of cat- and an-ions is customary. The same treatment seems possible for intermetallic compounds too, for example Zintl phases.
