Was ist ein Kristallgitter?
Die Teilchen eines kristallinen Stoffs sind nicht zufällig angeordnet. Sie wiederholen sich im Raum in einem regelmäßigen Muster. Diese Struktur heißt Kristallgitter, und die Punkte, an denen die Teilchen sitzen, heißen Gitterpunkte. Nach den Teilchen an diesen Punkten unterscheidet man vier Typen:
| Gitter | An den Gitterpunkten | Bindung zwischen den Teilchen | Eigenschaften | Beispiele |
|---|---|---|---|---|
| Molekülgitter | Moleküle | Schwache Kräfte zwischen den Molekülen | Weich, niedriger Schmelzpunkt | Trockeneis, Eis, Iod |
| Atomgitter (kovalentes Netzwerk) | Atome | Kovalente Bindungen | Sehr hoher Schmelzpunkt, meist sehr hart | Diamant, Graphit |
| Ionengitter | Kationen und Anionen im Wechsel | Ionenbindungen | Hart, spröde, leitet als Schmelze Strom | Salz |
| Metallgitter | Positive Ionen | Metallbindungen | Verformbar, leitet Strom | Kupfer |
Warum hängen die Eigenschaften vom Gitter ab?
- Molekülgitter: Wenn Eis schmilzt, brechen die O–H-Bindungen in den Molekülen nicht. Nur die Bindungen zwischen den Molekülen werden schwächer. Deshalb schmilzt Eis bei 0°C.
- Atomgitter: Im Diamant ist jedes Atom durch kovalente Bindungen mit seinen vier Nachbarn verbunden. Deshalb ist Diamant sehr hart. Graphit besteht ebenfalls aus Kohlenstoff, seine Schichten sind aber nur schwach gebunden und gleiten. Deshalb verwendet man ihn für Bleistiftminen.
- Ionengitter: Bei einem Schlag auf Salz verschiebt sich eine Ionenschicht, gleich geladene Ionen kommen nah zusammen und stoßen sich ab, und das Salz zerspringt.
- Metallgitter: Freie Elektronen bewegen sich zwischen den positiven Ionen und leiten Strom. Nach der Anordnung der Ionen unterscheidet man bei Metallgittern Hexagonal dichteste Packung (Zn, Mg, Cd), Kubisch raumzentriert (Cr, Fe, W) und Kubisch flächenzentriert (Al, Cu, Ag).
Sieh dir Kristallgitter in der App Nalukh chem an
Wähle einen Stoff und vergleiche seine Gitterstruktur und die Bewegung seiner Teilchen. Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
- Wähle links aus der Liste WÄHLE EIN KRISTALLGITTER einen Stoff. Die 11 Stoffe sind nach Gittertyp geordnet. Scroll nach unten, um alle zu sehen.
- Die große Fläche zeigt eine animierte Zeichnung des Gitters. Eine durchgezogene Linie ist eine starke Bindung, eine gestrichelte Linie eine schwache.
- Die Zeile darunter zeigt den Schmelzpunkt oder eine Besonderheit, danach folgt eine Erklärung der Eigenschaften.
- Name und Formel des gewählten Stoffs stehen in der Zeile unter der oberen Leiste.
Aufgaben für den Simulator
- Vergleiche Diamant und Graphit. Bei welchem Stoff ist Bewegung deutlich zu sehen? Antwort: Die Graphitschichten gleiten hin und her, Diamant bewegt sich kaum.
- Wähle Salze und sieh dir die Nachbarn rechts, links, oben und unten von einem positiven Ion (+) an. Antwort: Alle sind negative Ionen (−).
- Vergleiche Kupfer und Salze. Welcher Stoff hat blaue Elektronen? Antwort: Kupfer. Salz hat keine freien Elektronen und leitet deshalb im festen Zustand keinen Strom.
- Wo liegt das zusätzliche Atom bei Kubisch raumzentriert und bei Kubisch flächenzentriert? Antwort: In der Mitte des Würfels und in der Mitte der Würfelflächen.
