Einführung in die Kristallographie

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1 WILL KLEBER Einführung in die Kristallographie 18., stark bearbeitete Auflage von Hans-Joachim Bautsch und Joachim Böhm Verlag Technik Berlin

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung Kristallstrukturlehre und Kristallmorphologie Gitterbau der Kristalle Das Raumgitter Elementarzellen, Gittertypen, Achsensysteme Besehreibung von Kristallen Gesetz der Winkelkonstanz Winkelmessung Kristallprojektionen Grundgesetze der Kristallmorphologie Millersche Indizes Zonen und Flächen Indizierung im trigonalen und hexagonalen Kristallsystem Zeichnen von Kristallen Symmetrie von Kristallen Drehachsen Analytische Darstellung von Drehungen Spiegelebene und Inversionszentrum Drehinversionsachsen und Drehspiegelachsen Symmetrieelemente und Kristallklassen Formen Die 32 Kristallklassen Triklines Kristallsystem Monoklines Kristallsystem Rhombisches Kristallsystem Tetragonales Kristallsystem Trigonales Kristallsystem Hexagonales Kristallsystem Kubisches Kristallsystem Symmetriebestimmung, Scheinsymmetrie, Flächensymmetrie Kristallverwachsungen, Zwillinge Symmetrie von Kristallstrukturen Sehraubenachsen und Gleitspiegelebenen Analytische Darstellung von strukturellen Symmetrieoperationen Raumgruppen Korrespondenz zwischen Struktur und Habitus 102

3 8 Inhaltsverzeichnis 2. Kristallchemie Grundkonzepte der Kristallchemie Kugelpackungen Bindungszustände lonare Bindung Kovalente Bindung Metallische Bindung Van-der-Waals-Bindung Mischbindungen Größe der Kristallbausteine Systematische Kristallchemie Kristallstrukturen mit metallischer Bindung Kristallstrukturen metallischer Elemente Intermetallische Phasen Sulfidstrukturen Kristallstrukturen mit kovalenter und ionarer Bindung Kristallstrukturen mit kovalenter Bindung Kristallstrukturen mit ionarer Bindung Kristallstrukturen mit Komplexen Kristallstrukturen mit verknüpfbaren Komplexen (Borate, Silikate) Molekülstrukturen 3. Physikalisch-chemische Kristallographie Realstrukturen Punktdefekte Versetzungen Korngrenzen und Stapelfehler Flüssige Kristalle Kristallisation Keimbildung Kristallwachstum Kristallisation in Mehrstoffsystemen Kristallzüchtung Auflösung und Ätzung Epitaxie, Topotaxie Vorgänge in Kristallen Diffusion in Kristallen Phasenübergänge Strahlenwirkung 239 i. Kristallphysik Dichte Thermische Ausdehnung und Wärmeleitung Thermische Ausdehnung Symmetrie kristallphysikalischer Eigenschaften Wärmeleitung Darstellung von Tensoren 254

4 Inhaltsverzeichnis Elektrische Eigenschaften von Kristallen Elektrische Leitung Elektrische Polarisation, Pyroelektrizität, Eerroelektrizität Piezoelektrizität Optische Eigenschaften von Kristallen Kristalloptik Lichtbrechung Doppelbrechung und Polarisation Ellipsoide von FRESNEL und von FLETCHEB (Indikatrix) Optisch zweiachsige Kristalle Das Polarisationsmikroskop Orthoskopie Konoskopie Optische Aktivität (Gyrotropie) Reflexion Elektrooptischer und elastooptischer Effekt Nichtlineare Optik Magnetische Eigenschaften von Kristallen Magnetisierung, Diamagnetismus, Paramagnetismus Perromagnetismus, Antiferromagnetismus, Ferrimagnetismus Symmetrie von Magnetika, Antisymmetrie, Farbsymmetrie Mechanische Eigenschaften von Kristallen Elastizität Plastizität Härte und Spaltbarkeit Strukturanalyse von Kristallen Röntgenkristallstrukturanalyse Röntgenstrahlen und ihre Erzeugung Beugung von Röntgenstrahlen an einem Gitter Röntgenographische Aufnahmemethoden Laue-Methode Drehkristallmethoden Pulvermethoden Zählrohrgoniometermethoden Reziprokes Gitter Auslöschungsgesetze Intensitäten von Röntgenreflexen Strukturfaktor Bestimmung von Atompositionen Strukturvorschlag Fourier-Synthese und Patterson-Methoden Direkte Methoden der Strukturbestimmung Röntgenographische Untersuchung der Realstruktur Untersuchung von Kristallen mit Korpuskularstrahlen Elektronenmikroskopie Elektronenbeugung ISTeutronenbeugung Physikalische Methoden zur Strukturanalyse 385

5 10 Inhaltsverzeichnis 6. Literaturverzeichnis Sachwörterverzeichnis 407 Vorderes Vorsatzpapier: Die 32 Kristallklassen (Punktgruppen) Hinteres Vorsatzpapier: Periodensystem der Elemente Beilagen: Doppelbrechung und Interferenzfarbe Das Wulffsche Netz Das Schmidtsohe Netz Erläuterungen zum vorderen Vorsatzpapier (Erläuterungen zum hinteren Vorsatzpapier siehe S. 416) Kristallklassen (Punktgruppen) in der Reihenfolge der International Tables for Crystallography n Zähligkeit (Flächenzahl) der allgemeinen Form bzw. Ordnung der Punktgruppe Symbole der Symmetrieelemente: O Inversionszentrum m Spiegelebene t A 2-, 3-, 4-, 6-zählige Drehachse (Index p polare Drehachse) A <j> 3-, 4-, 6-Drehinversionsachse Die Kristallklassen mit Inversionszentrum entsprechen den Laue-Klassen. Bnantiomorphie: Nichtversohwinden von pseudoskalaren Eigenschaften Pyroelektrizität: Nichtversch winden von Komponenten eines polaren Tensors 1. Stufe (Vektor) Optische Aktivität: Nichtversohwinden von Komponenten eines axialen Tensors 2. Stufe (Gyrationstensor) Piezoelektrizität: Nichtversohwinden von Komponenten eines polaren Tensors 3. Stufe