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  • Author: Konrad Schubert x
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Für die verschiedenen Bindungsarten metallischer und nichtmetallischer Phasen werden Beispiele besprochen, in denen eine besondere Art der Strukturänderung in Abhängigkeit von der Änderung der Art der Partner vorliegt. Die Strukturänderung besteht in einer vornehmlich einachsigen Dehnung der Kristallstrukturen bei Erhöhung der Elektronenkonzentration. Die Atomlage in der Struktur erscheint dabei als zweitrangige Aussage, ähnlich wie z. B. die Volumenchemie von der Atomlage im allgemeinen ganz absehen kann.

Die Berücksichtigung der elektrostatischen Energie eines korrelierten Elektronengases bezüglich der Kristallstruktur gibt ein Strukturargument, d. h. ein Hilfsmittel zur Untersuchung der energetischen Vorteilhaftigkeit einer Kristallstruktur für eine bestimmte Phase. Mit Hilfe der früher vorgeschlagenen B 1-Ortskorrelation der Außenelektronen ist eine Systematik eines großen Teils der bei Elementen und Legierungen vorkommenden (annähernd) dichtesten Kugelpackungen möglich.

In determining structures we use physical propositions in order to find a likely crystal structure. The same propositions are of value for the ordering of known structures into a natural system. The atomic radii form such a proposition. Another proposition is contained in the spatial correlation of electrons in the electron gas. The question is, whether this correlation is of influence on the crystal structure or not. To gain a first insight into this question, it is useful to know whether the crystal structures are physically compatible with a certain spatial correlation of electrons. Some qualitative rules are given to assess the physical possibility of a spatial correlation of electrons in a crystal structure. For the crystal structures of some chemical elements proposals for electron correlation are given. These proposals account for rationalities existing between some lattice constants, e. g. the axial ratios of the hexagonal close packed structures of Co and Zn. The proposals are also applicable to some binary compounds. With regard to these commensurabilities, it seems possible that the examination of the spatial correlation of electrons may lead to a better understanding of the crystal-chemical empiry.

Einige strukturelle Erscheinungen bei messingartigen Phasen lassen sich deuten unter der Annahme des Zusammenwirkens einer Ortskorrelation der äußeren Rumpfelektronen mit einer von dieser verhältnismäßig unabhängigen Ortskorrelation der Valenzelektronen. So lassen sich Stapelvariationen der Überstruktur bei Phasen mit A1-Unterstruktur in verschiedenen Einzelheiten besser verstehen. Ebenso folgt ein Argument für das Auftreten von A3-Strukturen bei Valenzelektronenkonzentrationen größer als 1,4, für ihre Einteilung in verschiedene Zweige und die Abhängigkeit des Achsenverhältnisses von der Valenzelektronenkonzentration. Schließlich erlaubt das vorgeschlagene Modell, das Auftreten der A2-Struktur und ihrer Varianten besser zu verstehen.

Ausgehend von Deutungen für den Bindungszustand der Strukturen der chemischen Elemente erkennt man, daß es Zwischenphasenstrukturen gibt, die sich dadurch aus Elementstrukturen herleiten, daß man in bestimmter Weise ein, zwei oder drei Atome der Elementstruktur durch Atome eines anderen Elementes ersetzt. Die Ortskorrelation der Elektronen in dem verbleibenden Gitter wird als eng verwandt der Ortskorrelation im Ausgangsgitter angesehen und außerdem als geometrisch zur Ortskorrelation in der neuen Komponente passend. Neben diesen „Mehrfachersetzungsstrukturen“ gibt es Gitter, in denen eine Komponente zwar nicht mehr ihre Elementstruktur im Teilgitter nachbildet, aber wenigstens die Ortskorrelation der Elektronen. Diesen Strukturen werden entgegengestellt Gitter, in denen man annehmen kann, daß durch den Zusatz einer anderen Komponente die Ortskorrelation des Elements geändert wird. Es werden eine Anzahl von Beispielen für die verschiedenen Möglichkeiten besprochen.

Abstract

The compound Pt12Si5 has a high-temperature structure which differs somewhat from the structure of Ni12P5. The room-temperature structure seems to be isotypic with Ni12P5. The bonding relation is discussed.