Substitutionsmischkristall

Als Substitutionsmischkristall oder Austauschmischkristall wird ein Mischkristall bezeichnet, bei dem mindestens zwei Stoffe einen gemeinsamen Kristall bilden und die Atome der zweiten Komponente (die Fremdatome) auf regulären Gitterplätzen der ersten Komponente sitzen, sie ersetzen also an bestimmten Stellen die Atome der ersten Komponente.

Beispiele für Austauschmischkristalle
Austauschmischkristall, kubischflächenzentriert.svg
Austauschmischkristall, kubischraumzentriert.svg
schwarz = Atome des Elementes 'A'

rot = Atome des Elementes 'B'

Notwendige Voraussetzungen sind:

  1. annähernd gleich große Atome (Differenz max. 15 %)
  2. gleiche Gitterkonfiguration (die Kristallart A und B muss dieselbe sein)
  3. chemische Affinität der Komponenten (etwa gleiche Anzahl an Valenzelektronen; Metalle müssen im Periodensystem benachbart, Elektronegativitäten ähnlich sein)

Häufig sind die Fremdatome im Kristall vollkommen regellos (also statistisch) verteilt. Ein Substitutionsmischkristall mit statistischer Anordnung stellt keine stöchiometrische Verbindung der einzelnen Komponenten dar.

Für die Gitterkonstante des Mischkristalls gilt näherungsweise die Vegardsche Regel, nach der sich diese aus dem arithmetischen Mittel der Gitterkonstanten der Komponenten ergibt.

Sonderfälle

Spezialfälle der Substitionsmischkristalle sind:

Beispiele

Literatur

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 21.01. 2024