Kristallchemie

Kris|tạll|che|mie 〈[-çe-] f. 19; unz.〉 Erforschung der gesetzmäßigen Beziehungen zw. der chemischen Zusammensetzung u. den kristallographischen Eigenschaften der Stoffe

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Kris|tạll|che|mie: die Wechselbeziehungen zwischen der chem. Zus. u. den Bindungsverhältnissen von Kristallen einerseits u. deren physikal. Eigenschaften u. Morphologien andererseits untersuchendes Arbeitsgebiet der Chemie.

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Kristạllchemie,

 

ein Teilgebiet der Kristallographie, die Wissenschaft von der chemischen Zusammensetzung und den chemischen Umwandlungen der Kristalle sowie von den Zusammenhängen zwischen ihrer chemischen Zusammensetzung und ihren physikalischen Eigenschaften, ihren äußeren Formen und ihrem Aufbau. Die Kristallchemie hat v. a. zu untersuchen, welche Atome, Ionen und Moleküle die Kristalle aufbauen, durch welche Art chemischer Bindung die unterschiedliche Anordnung dieser Kristallbausteine bewirkt wird und welchen Einfluss deren Größe, Polarisierbarkeit u. a. auf die Kristallstruktur haben. Weiter untersucht sie, welchen Einfluss v. a. Änderungen von Druck, Temperatur und chemischer Zusammensetzung (Einbau von Fremdatomen) auf die Kristalle und ihre Gitter haben.

 

Die Kristallchemie zeigt, dass an der in den Kristallen wirksamen chemischen Bindung meist mehrere Bindungstypen gleichzeitig beteiligt sind, z. B. in den Silikaten sowohl hetero- als auch homöopolare (kovalente) Bindungsanteile, bei Sulfiden neben homöopolarer auch metallische Bindung, bei Atomkristallen auch heteropolare Anteile. Auch koordinative Bindungen und Nebenvalenzbindungen können wirksam sein, etwa Brückenbindungen in anorganischen Kristallen mit Kristallwasser, die Wasserstoffbrückenbindung in organischen Kristallen. I. Allgemein ändert sich der Anteil der unterschiedlichen Bindungstypen in den verschiedenen Stoffgruppen, z. B. mit der Ordnungszahl der Bindungspartner oder infolge unterschiedlicher gegenseitiger Polarisation der Kristallbausteine, wodurch deren Zusammenhalt in unterschiedlichen Gitterrichtungen stark verschieden sein kann (anisodesmische Kristallstrukturen; z. B. bei Schichtenstrukturen).

 

Eine besondere Rolle spielen auch geometrische Faktoren, z. B. der Einfluss der unterschiedlichen Größe (Atom- und Ionenradien) der Kristallbausteine auf die Packung (z. B. in Kugelpackungen), des Quotienten der Ionenradien bei Ionenkristallen auf die Koordinationszahl und die Art des Koordinationspolyeders.

 

Das Auftreten des gleichen Strukturtyps bei verschiedenen Substanzen, erklärbar durch ähnliche Quotienten der Ionenradien, wird als Isomorphie bezeichnet. Bei den aus Komplexionen bestehenden Kristallstrukturen, bei denen die Bindungen innerhalb der Komplexe oft wesentlich stärker sind als zwischen ihnen, weisen diese Komplexionen eine charakteristische Gestalt in allen von ihnen gebildeten Verbindungen auf. Die bei Mischkristallen teilweise zu beobachtenden komplizierten stöchiometrischen Verhältnisse lassen sich ebenfalls aus den dort auftretenden Strukturen erklären.

 

Eine wichtige Aufgabe der Kristallchemie ist die Untersuchung der chemischen Reaktionen in und an Festkörpern beziehungsweise Kristallen. Zum Verständnis dieser und anderer kristallchemischen Probleme ist die Kenntnis der Kristallstruktur und der mögliche Gitterbaufehler beziehungsweise Fehlordnungen vielfach Voraussetzung. Dies gibt der Kristallstrukturanalyse und anderen physikalischen Methoden der Strukturaufklärung besondere Bedeutung.

 

Literatur:

 

R. C. Evans: Einf. in die K. (a. d. Engl., 1976).

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Kris|tạll|che|mie, die: (als Teilgebiet der Chemie) Wissenschaft von der chemischen Zusammensetzung der ¹Kristalle, ihren von dieser Zusammensetzung abhängenden physikalischen Eigenschaften, ihrem inneren Aufbau u. ihren äußeren Formen.