Anorganische Chemie III

Seminar zu Vorlesung Anorganische Chemie III Wintersemester 2012/13 Christoph Wölper Universität Duisburg-Essen Metallbindung Metallbindung > Inte...
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Seminar zu Vorlesung

Anorganische Chemie III Wintersemester 2012/13

Christoph Wölper Universität Duisburg-Essen

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen

Hume-Rothery-Phasen # späte Übergangsmetalle (Gruppe T2) und Gruppe B -> 5 Phasen mit dazwischen liegenden Mischphasen => α kubisch-flächenzentriert, statistisch verteilte Besetzung => β kubisch-innenzentriert, statistisch verteilte Besetzung => γ eigener Strukturtyp => ε hexagonal, statistische Besetzungsverteilung => η β-Mn Struktur, statistische Besetzungsverteilung -> Auftreten der Phasen von der VEK abhängig, nicht vom Atomverhältnis # ab einer bestimmten Anzahl Elektronen im Valenzband ist eine Phase nicht mehr energetisch günstig und es folgt ein Übergang zur nächsten

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

Valenz-Elektronenkonzentration # Valenz-Elektronenkonzentration bestimmt die Struktur -> α ~21:15 (Löslichkeitsgrenze, Ende der Mischkristallbildung) -> β 21:14 -> γ 21:13 -> ε 21:12 -> η 21:11 (? aus VEK-Diagramm extrapoliert, Riedel) # Berechnung: -> 8.NG 0 Valenzelektronen

VEK =

n e n e A

B

N

# DFT-Rechnungen für detaillierte Beschreibung nötig

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

Eigenschaften # Phasenbreite, keine exakte Stöchiometrie # kontinuierliche Änderung der Eigenschaften innerhalb einer Phase (vgl. Mischphasen) # z.T. drastische Änderungen von einer Phase zur anderen # meistens α-Phasen in technischen Anwendungen

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 24g 8c

Zn

8c 12e

Cu

# Raumgruppe I43m # zwei unabhängige Cu -> 8c -> 12e # zwei unabhängige Zn -> 8c -> 24g

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 12e

8c Cu

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 12e

8c Cu

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 12e

8c Cu

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung # oktaedrische Anordnung um den Ursprung -> auf den Achsen

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 12e

8c Cu

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung # oktaedrische Anordnung um den Ursprung -> auf den Achsen # Tetraeder mit überbrückten Kanten -> vgl. Zinkblende

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 12e

8c Cu

# Tetraeder mit überbrückten Kanten # bilden Netzwerk

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 12e

8c Cu

# Tetraeder mit überbrückten Kanten # bilden Netzwerk # analog über Zentrierung # getrennte sich durchdringende Netzwerke

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung # je drei Atome um 3zählige Achse angeordnet

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung # je drei Atome um 3zählige Achse angeordnet # bilden Kuboktaeder

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung # je drei Atome um 3zählige Achse angeordnet # bilden Kuboktaeder

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# tetraedrische Anordnung um den Ursprung # je drei Atome um 3zählige Achse angeordnet # bilden Kuboktaeder # kein geschlossenes Netzwerk

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# analoge Verschachtelung von Tetraeder und Kuboktaeder durch Zentrierung # beide die Kantenverbrückungen des jeweils anderen

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# analoge Verschachtelung von Tetraeder und Kuboktaeder durch Zentrierung # beide die Kantenverbrückungen des jeweils anderen

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# analoge Verschachtelung von Tetraeder und Kuboktaeder durch Zentrierung # beide die Kantenverbrückungen des jeweils anderen

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# unregelmäßige Polyeder über den Tetraederflächen und -ecken # mit einem Cu Atom besetzt

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# unregelmäßige Polyeder über den Tetraederflächen und -ecken # mit Cu Atome besetzt

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase 8c

24g Zn

# unregelmäßige Polyeder über rechteckigen Flächen der Kuboktaeder # mit 2 Cu besetzt

Metallbindung Metallbindung > Intermetallische Phasen > Hume-Rothery-Phasen

γ-Phase