Kristallsysteme - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Bei kristallinen Werkstoffen spricht am immer wieder von Nah- und Fernordnung. Damit ist es möglich, die räumliche Anordnung der Atome bzw. Ionen in einer Kristallstruktur zu beschreiben. Welche Aussage über die Nahordnung ist richtig.?

a) Die Nahordnung gibt für ein beliebiges Atom bzw. Ion die Anzahl seiner Nachbaratome an, sowie die räumliche Anordnung um dieses Atom bzw. Ion. Die wichtigste Größe zur Beschreibung der Nahordnung ist die Koordinationszahl.

b) Die Nahordnung wird die Kristallstruktur als sogenanntes Raumgitter betrachtet, wobei jeder Gitterpunkt von einem Atom oder Ion besetzt wird. Die wichtigste Größe zur Beschreibung der Nahordnung ist dabei das Raumgitter bzw. Translationsgitter (Bravais- Gitter).

2) Bei Feststoffen, die im festen Zustand vorliegen, sprechen wir von kristallinen oder amorphen Strukturen. Welche Aussage ist richtig?

a) Bei kristallinen Stoffen liegt eine Nah- und eine Fernordnung vor, d.h. die geometrische Anordnung der Atome oder Ionen bleibt über einen größeren Raumbereich erhalten. Der kristalline Zustand ist gekennzeichnet durch eine regelmäßige Anordnung der Koordinationspolyeder (Nahordnung) nach dem immer gleichen Muster

b) Bei kristallinen Stoffen liegt eine Nah- und eine Fernordnung vor, d.h. in einem idealen Kristallgitter ist jeder Gitterbaustein (Atom , Ion) von identischen Nachbarbausteinen umgeben.

3) Für die Beschreibung einer Kristallstruktur verwendet man in der Regel die 14 Bravais-Gitter (14 unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten). Zur Beschreibung der Bravais-Gitter verwendet man 7 Kristallsysteme. Welche der nachfolgenden Aufzählungen von Kristallsystemen ist falsch?

a) Die wichtigsten Kristallsysteme sind: einfach/primitiv, raumzentriert, flächenzentriert und trigonal-kubisch

b) Die wichtigsten Kristallsysteme sind: monoklin, triklin, rhombisch, orthogonal, hexagonal und kubisch

4) Was versteht man unter Polymorphie (in Zusammenhang mit kristallinen Stoffen)

a) Unter Polymorphie versteht man, dass kristalline Feststoffe mit gleicher chemischer Zusammensetzung in verschiedenen Kristallmodifikationen auftreten. Durch die unterschiedliche Fernordnung (räumliche Anordnung der Gitterbausteine) unterscheiden sich die Modifikationen in vielen ihrer physikalischen Eigenschaften (z. B. Schmelzpunkt)

b) Unter Polymorphie versteht man, dass einige kristalline Feststoffe auch ohne Fernordnung eine geordnete Kristallstruktur aufbauen.

5) Ein Kristallgitter lässt sich noch in Untereinheiten aufteilen. Wie lautet die richtige Bezeichnung für die Untereinheiten eines Kristallgitters?

a) Die Untereinheit bzw. kleinste Einheit eines Kristallgitters wird als Ursprung bezeichnet

b) Die Untereinheit bzw. kleinste Einheit eines Kristallgitters wird als Elementarzelle bezeichnet

6) Metalle kristallisieren hauptsächlich in zwei Kristallstrukturen?

a) Metalle kristallisieren hauptsächlich im kubischen und hexagonalen Kristallsystem

b) Metalle kristallisieren hauptsächlich im triklinen und rhombischen Kristallsystem

7) Betrachten wir eine kubische Kristallstruktur. Die Elementarzelle wird dabei durch die Achsen a, b, c und den Winkeln zwischen den Kristallachsen beschrieben. Was sind die korrekten Größen für eine kubische Elementarzelle?

a) Die Größen für eine kubische Elementarzelle lauten: Alle Achsen a, b, c sind gleich lang und die Winkel zwischen den Kristallachsen beträgt 90°

b) Die Größen für eine kubische Elementarzelle lauten: Die beiden Achsen a, b sind gleich lang (die Achse c kann beliebig sein) und die Winkel zwischen den Kristallachsen beträgt 90°

Test – Kristallstruktur (allgemein)

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