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Man kann vier Bindungstypen unterscheiden:
Ionische, kovalente, Metall- und Sekundärbindungen. | |
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Die anziehenden Kräfte der Ionenbindung
sind rein elektrostatisch. Das zugehörige Potential ist das Coulomb Potential; wir haben |
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| Uanz(Molekül) | = – |
q1 · q2
4p · e0
· r |
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In einem Kristall muß aber die Wechselwirkung
mit allen anderen Ionen berücksichtigt werden, die abwechselnd anziehend oder abstoßend ist. Dies äußert
sich in einer um die Madelung Konstante modifierten potentiellen Energie der elektrostatischen
Interaktion. | |
| Uanz(Kristall) | = – a · |
q1 · q2
4p · e0
· r |
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Die abstoßenden Kräfte sind quantenmechanisch und nur näherungsweise durch
das nebenstehende Potential Uanziehend = B/rm beschreibbar. Ionische Bndungen
sind damit ungerichtet. | |
| Uabs(Molekül/Kristall) | = |
B
r m |
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Damit ergibt sich ein Gesamtpotential für die ionische Bindung im Kristall mit der Form |
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| Ugesamt(Kristall) | = |
B
r m |
– a · |
q1 · q2
4p · e0 · r
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Kovalente Bindungen entstehen durch Überlapp
teilbesetzter Orbitale. Sie sind damit im Falle von p, l, ... Orbitalen gerichtet. |
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Das Bindungspotential (in Bindungsrichtung ) ist durch Lösungen der S.-Gleichung gegeben
und wird i.a. mit 4 freien Parametern dargestellt: | |
| Ukovalent | = |
B
r m |
– | A
r n |
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Wichtig sind ggf. Hybridorbitale, insbesondere bei den
Gruppe IV Elementen (C, Si, Ge, ...) das sp3 Hybridorbital mit Tetraedersymmetrie.
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Die Metallbindung besteht aus einem "Elektronensee"
freier Elektronen, die die positiv geladenen Atomrümpfe zusammenhalten. |
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Zwei der 4 freien Parameter können durch
Bindungsabstand und Bindungsenergie
substituiert werden
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Das Bindungspotential hat 4 freie Parameter wie bei der kovalenten Bindung. Die Bindung
ist natürlich ungerichtet. |
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Sekundäre Bindungen sind relativ schwach
(und ermöglichen damit "das Leben" bei Raumtemperatur). Wichtig sind Dipol-Dipol Bindungen (van der Waals
Bindungen) und die Wasserstoffbrückenbindung. | |
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Die allgemeine Bindung ist möglicherweise
eine Mischung aus verschiedenen Bindungstypen - und damit möglicherweise ein bißchen
richtungsabhängig, etc. | |
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© H. Föll (MaWi 1 Skript)
