Druck-Koordinations-Regel

Die Druck-Koordinations-Regel ist eine Regel der anorganischen Strukturchemie bzw. Festkörperchemie. Sie besagt, dass in Festkörpern mit steigendem Druck eine Erhöhung der Koordinationszahl eintritt. Diese Regel geht auf Alfred Neuhaus zurück.

Beispiele für die Druck-Koordinations-Regel

Normaldruck-Modifikation					Phasen- umwandlung		Hochdruck-Modifikation
Formel	Name	Symmetrieklasse	Gittertyp	Koordinationszahl	p/kbar	T/°C	Kristallklasse	Gittertyp	Koordinationszahl
C	Graphit	$6/mmm$	Graphit	3−1	>60	>1250	$m3m$	Diamant	4
C	Diamant	$m3m$	Diamant	4	≈ 650	≈ 700	?	Kohlenstoff III	4+2
Si	Silicium	$m3m$	Diamant	4	≈ 200	20	$m3m$	NaCl	6
Ge	Germanium	$m3m$	Diamant	4	≈ 120	20	$4/mmm$	weißes Zinn	6
Sn	Zinn, grau	$m3m$	Diamant	4	≈ 1	13	$4/mmm$	weißes Zinn	6
Sn	Zinn, weiß	$4/mm$	weißes Zinn	6	>115	20	$m3m$	kubisch raumzentriert	8
α-Fe	Eisen	$m3m$	kubisch raumzentriert	8	≈ 130	20	hexagonal	ɛ-Eisen	12
AlSb	Aluminiumantimonid	$\overline{4}3m$	Zinkblende	4	≈ 125	20	$4/mmm$	weißes Zinn	6
BN	Bornitrid	$6/mmm$	Graphit	3+1	>60	1300	kubisch	Borazon	4
ZnO	Zinkit	$6mm$	Wurtzit	4	≈ 100	≈ 250	$m3m$	NaCl	6
SiO2	Quarz	$32$	Quarz	4	20	≈ 500	$2/m$	Coesit	4
SiO2	Coesit	$2/m$	-	4	125	>1200	$4/m$	Rutil	6
CdTe	Cadmiumtellurid	$\overline{4}3m$	Zinkblende	4	≈ 10	20	$m3m$	NaCl	6
CaF2	Calciumfluorid	$m3m$	Fluorit	8	100	200	$mmm$	PbCl2	9
SrF2	Strontiumfluorid	$m3m$	Fluorit	8	>50	200	$mmm$	PbCl2	9
BaF2	Bariumfluorid	$m3m$	Fluorit	8	>50	200	$mmm$	PbCl2	9
ZnF2	Zinkfluorid	$4/m$	Rutil	6	≈ 80	300	$m3m$	Flußspat	8
NaCl	Natriumchlorid	$m3m$	NaCl	6	>100	20	$m3m$	CsCl	8
KCl	Kaliumchlorid	$m3m$	NaCl	6	≈ 20	20	$m3m$	CsCl	8
AgCl	Silberchlorid	$m3m$	NaCl	6	≈ 85	20	$m3m$	CsCl oder Hg2Cl2	8
AgBr	Silberbromid	$m3m$	NaCl	6	83	20	$m3m$	CsCl	8
AgI	Silberiodid	$\overline{4}3m$	Zinkblende	4	<4	≈ 50	$m3m$	NaCl	6
AgI	Silberiodid	$m3m$	NaCl	6	≈ 115	20	$m3m$	CsCl	8
Mg2[Ge2O6]	Ge-Enstatit	$mmm$	-	Mg: 6, Ge: 4	≈ 25	?	$\overline{3}$	Ilmenit	Mg: 6, Ge: 6
CdTiO3	Cadmiumtitanat	$\overline{3}$	Ilmenit	Cd: 6	12	600	$m3m$	Perowskit	Cd: 12
CaCO3	Calcit	$\overline{3}m$	Calcit	6	6	20	$mmm$	Aragonit	9

Druck-Abstands-Paradoxon

Das Druck-Abstands-Paradoxon besagt, dass nach der Druck-Koordinations-Regel bei steigendem Druck und zunehmender Koordinationszahl sich die interatomaren Abstände vergrößern. Diese Regel wurde von Will Kleber aufgestellt.

Druck-Homologie-Regel

Die Druck-Homologie-Regel (auch Druck-Homologen-Regel) ist ein Spezialfall der Druck-Koordinations-Regel und besagt, dass in einer homologen Reihe von Verbindungen bei Druckerhöhung die Kristallstruktur der höheren Homologen eingenommen wird.

Phasenumwandlungen innerhalb der homologen Serie C, Si, Ge, Sn

Normaldruck-Modifikation			Umwandlungs- Bedingungen		Hochdruck-Modifikation
Formel	Gittertyp	Koordinationszahl	p/kbar	T/K	Formel	Gittertyp	Koordinationszahl
C	Diamant	4	>650	1100	C	metallisch	6
Si	Diamant	4	≈ 200	300	Si	weißes Zinn	6
Ge	Diamant	4	≈ 120	300	Ge	weißes Zinn	6
Sn, grau	Diamant	4	1	286	Sn, weiß	weißes Zinn	6

Weitere Beispiele für die Druck-Homologie-Regel.

Normaldruck-Modifikation			Umwandlungs- Bedingungen		Hochdruck-Modifikation
Formel	Gittertyp	Koordinationszahl	p/bkar	T/°C	Gittertyp	Koordinationszahl
NaCl	NaCl	6	100	20	CsCl	8
KCl	NaCl	6	20	20	CsCl	8
RbCl	NaCl	6	5	20	CsCl	8
RbBr	NaCl	6	5	20	CsCl	8
RbI	NaCl	6	5	20	CsCl	8
AlSb	Zinkblende	4	125	25	weißes Zinn	6
GaSb	Zinkblende	4	90	25	weißes Zinn	6
InSb	Zinkblende	4	22	25	weißes Zinn	6
ZnS	Zinkblende	4	240	20	NaCl	6
ZnSe	Zinkblende	4	165	20	NaCl	6
ZnTe	Zinkblende	4	140	20	NaCl	6

Literatur

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