Allgemeine Chemie
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Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

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Alt 20.12.2003, 18:22   #1   Druckbare Version zeigen
Viola weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 272
dichteste Packung

Hallo zusammen!

Ich muss für die Schule folgende Frage beantworten:

a)Bildet CaF2 , bez. CaCl2 eine dichteste Packung?

b)Mit den Kationen in den Oktaederlücken?

c)Sind alle Lücken besetzt?


Zu a) Ich weiss, dass bei einer dichtesten Packung eine Kugel die Koordinationszahl 12 hat. (Dies trifft also für Oktaeder und Tetraederlücken zu!) Auf dem Ps kann ich die Radien der Ionen ablesen und dann anhand des Grössenverhältnisses berechnen, um was für eine Lücke es sich handelt....
( Rechnerisch wäre dann CaF2 keine dichteste Packung...)

Zu b) Falls bei a ja, mit KZ 6 stimmt das. Gibt es aber auch andere Möglichkeiten?

Zu c) [Ich habe wirklich keine Ahnung wie ich herausfinden kann, wann alle Lücken besetzt sind und wann nichtWie kann ich das herausfinden?



Ich bin euch über eine ausführliche und möglichst einfach erklärte, begründete Antwort sehr dankbar!

Gruss Viola
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Gewissen kann nur sein, wo auch Wissen ist.


Erhard Blanck
Viola ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 13:47   #2   Druckbare Version zeigen
weisermann Männlich
Mitglied
Beiträge: 167
Empört

Bitte in welche Schule gehst du?
Meiner Meinung macht man das nur auf der Uni, oder an chem. HTLs etc.
Naja zu deiner Frage:
Die Koordinationszahl eines Kations hängt vom Radienquotienten
r(kat)/r(an) ab. --> Sind die beiden gleich groß, haben wir eine dichteste Pkg. KZ=12!.
Flußspat (CaF2) kristallisiert im Fluorit-Typ. KZ=8, Die Ca Ionen sind würfelförmig von 8 F- Ionen umgeben, diese wiederum von 4 Ca umgeben sind.
CaCl2 kristallisiert in der Rutil- Struktur. KZ=6, Jedes Ca Ion ist von 6 Cl Ionen umgeben (= verzerrter Oktaeder), welche selbst von 3 Ca Ionen umgeben sind(=gleichseitiges Dreieck), wobei du dir die Cl- Ionen Anordnung als kubisch innenzentriert (oder raumzentriert) vorstellen kannst.
--> Keines bildet eine dichteste Pkg.!
ad 2) beim Rutil- Typ dürfte das zutreffen.
ad 3) Nun ja, das ist sehr gefinkelt, oder ich weiß hier keinen besseren Weg: Wie ist diese Frage zu verstehen?? Lücken sind immer vorhanden, wenn keine dichteste Pkg. vorliegt. Also was meint der Prof. mit Lücken??

lg
__________________
cogitatio arcana bonorum
weisermann ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 14:21   #3   Druckbare Version zeigen
Viola weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 272
dichteste Packung

Zuerst einmal danke für deine Antwort! Also ich mache das Gymnasium mit Schwerpunktfach Bio und Chemie. ( 2. Jahr)

Das mit den dichtesten Kugelpackungen ist mir immer noch ein Rätsel:
Sobald KZ 12, ist es eine dichteste Kugelpackung. ( diese KZ bezieht sich aber nur auf die im Modell "grossen Kugeln", also K=A) Unser Lehrer hat aber irgendwie gesagt, dass wenn Tetraederlücken und oder Oktaederlücken vorliegen, es sich auch um eine dichteste Packung handelt... Stimmt das oder habe ich das falsch verstanden? Können die grösseren Anionen nicht auch eine dichteste Packung bilden? Mit den Kationen in den Lücken?

Noch zu den Lücken: Unser Lehrer hat gesagt, dass es mit dem Verhältnis der Formel zusammenhängt: CAF2 = 1:2 ( --> dann hätte es in beiden Fällen noch freie Lücken.
Ehrlich gesagt, kann ich mir das aber nicht ganz vorstellen...


P.s Hast du diese KZ mit Hilfe der Formel r(Kat):r(An) ausgerechnet, oder wusstest du das einfach auswendig?

Meine Rechnung für CaF2 :

100 pm/ 133 pm = ca. 0.75
Da 0.73 für KZ Grenze bildet hat das Metallion KZ 8. ( KZ 8 zwischen 0.73 und 1.00)
Meine weitere Begründung: da es doppelt soviele F-Ionen hat, sind sie nur von 4 Ca-Ionen umgeben. ( Kann man das so begründen, oder habe ichs mir da zu einfach gemacht?)
Ich bin mit dir einverstanden, dass es keine dichteste Packung ist.

Aber bei CaCl2 :

100:181 = ca 0.55 ( --> Ca hat also KZ 6) und Cl KZ 3.
Aber da bilden doch die Anionen eine dichteste Packung?

Sorry, sind ein bischen viel Fragen, vielleicht kannst du trotzdem einige beantworten...

Gruss Viola
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Erhard Blanck
Viola ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 20:49   #4   Druckbare Version zeigen
weisermann Männlich
Mitglied
Beiträge: 167
Empört

Naja, also auswendig wußte ich das nicht, ich hab das nachgelesen in einem Buch: E. Riedl, Anorg. Chemie, bzw. Hollemann Wiberg Lehrbuch der Anorg. Chemie, wobei ich beide sehr empfehlen kann.

So ich hab natürlich eine wichtige Sache vergessen, die nicht so einfach ist und zwar die Gitter betreffend.

Ich hab dir ja gesagt, dass die Rutil/Fluorit Struktur keine Lücken hat. Das ist nur so, weil diese Strukturen so beide Arten von Ionen berücksichtigen und damit keine Lücken mehr haben. Wenn man sich die einzelne Anionen bzw. Kationen aber anschaut, muss man umdenken.
Im Fluorit gibt es Tetraederlücken u.z. die Ca Ionen besetzen den Raum kubisch flächenzentriert. In den Lücken (Tetraederlücken) sitzen die F Ionen! Jetzt allerdings wird klar, dass kubisch flächenzentriert gleich kubisch dichteste Pkg ist. Stell dir ein kubisch- flächenzentrierte Elementarzelle vor und betrachte sie entlang der 111- Ebene (Raumdiagonale). Also hier haben wir eine (von den Ca Ionen aus) dichteste Pkg.
Beim Rutil Typ allerdings muss ich dich enttäuschen, du hast richtig argumentiert, aber selbst wenn man die Ionen einzeln betrachtet kommt man nicht auf irgendeine dichteste Pkg. Allerdings meine ich, daß hier Oktaederlücken vorhanden sind, die mit den O Ionen aufgefüllt sind. Trotzdem keine dichteste Pkg.

lg
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cogitatio arcana bonorum
weisermann ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 21:15   #5   Druckbare Version zeigen
Viola weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 272
Ja, klar, du hast recht! Ich habe nicht beachtet, dass es Cl KZ 3 hat. Ganau kann ich mir diese KZ 3 aber irgendwie nicht vorstellen. Du hast oben geschrieben gleichseitiges Dreieck?

Übrigens danke für die Buchtips, werde mal in die Buchhandlung schauen gehen...

Gruss Viola
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Erhard Blanck
Viola ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 21:20   #6   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Zitat:
c)Sind alle Lücken besetzt?

Das ergibt sich aus der Stöchiometrie

Bedenke bei N Atomen gibt es N Okateder und 2N Tetraederlücken.


Zitat:
Beim Rutil Typ allerdings muss ich dich enttäuschen, du hast richtig argumentiert, aber selbst wenn man die Ionen einzeln betrachtet kommt man nicht auf irgendeine dichteste Pkg. Allerdings meine ich, daß hier Oktaederlücken vorhanden sind, die mit den O Ionen aufgefüllt sind. Trotzdem keine dichteste Pkg.

Man sich die Rutil Struktur durchaus als eine (etwas verzerrte) hexagonale d. Kp von hier Chlorid Ionen vorstellen, deren okt. Lücken zu Hälfte mit Ca2+ gefüllt sind, dass diese ihrerseits eine raumzentrierte tet. EZ bilden.



Gruß
Adam
__________________
Wenn jemand ein Problem erkannt hat und nichts zur Lösung des Problems beiträgt, ist er selbst ein Teil des Problems.
Adam ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 21:49   #7   Druckbare Version zeigen
weisermann Männlich
Mitglied
Beiträge: 167
Unglücklich

Schwitz ich hab mich natürlich verschrieben!
Mit O Atomen ist (oxygenium Sauerstoff) gemeint und nicht "null"!
Ich hab blöderweise hier nicht die gemeinten sondern die im Lehrbuch abgebildeten Ionen aufgeschrieben.....ufff
naja, hoffe trotzdem geholfen zu haben
__________________
cogitatio arcana bonorum
weisermann ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.12.2003, 22:53   #8   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
Wer ein bisschen googelt, wird mit Informationen zu Kristallgittern zugeschüttet, z. B.:

http://www.vs-c.de/frame/ch/11/aac/vorlesung/kap_5/index_feststoffe,/ch/11/aac/vorlesung/kap_5/kap5_9/index_ionen,/ch/11/aac/vorlesung/kap_5/kap5_9/kap59_2/index_ab2gitter

http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/12_02.htm

http://www.uni-tuebingen.de/uni/pki/skripten/VK2_6Materialien.DOC

http://www.fbv.fh-frankfurt.de/mhwww/ach-vorlesung/43Festkoerper.htm

Mehr davon unter
http://www.google.de/search?q=fluorit+gitter&hl=de&lr=&ie=UTF-8&oe=UTF-8&start=10&sa=N

Gruß,
Franz
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Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
Lehre ihn das Fischen, und Du ernährst ihn für sein ganzes Leben.

Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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