Kristallstrukturen und Elektronenkonfiguration der übergangs- und einwertigen Metalle

Zusammenfassung

• 1. An Hand des empirischen Materials wird folgende, mit wenigen, grö\tenteils erklÄrbaren Ausnahmen gültige Regel aufgestellt: Die Kristallstrukturen der übergangsmetalle liegen im periodischen System symmetrisch zu der Spalte des Cr, Mo, W, in welcher sechs Au\enelektronen pro Atom vorhanden sind; und zwar besitzen alle sich der Symmetrie fügenden Elemente bzw. Modifikationen kubische oder hexagonale dichteste Kugelpackung, nur die Elemente der genannten Mittelspalte haben dasselbe innenzentrierte Gitter wie die Elemente mit nur einem Au\enelektron.

• 2. Aus der Regel ergibt sich, da\ die Strukturen der übergangsmetalle durch den allmÄhlichen Aufbau derd-Elektronenschale bestimmt werden; daraus folgt dann, da\ alle sich der Symmetrie fügenden Metalle nur eins- Au\enelektron pro Atom besitzen, wÄhrend die übrigen Au\enelektronend-Elektronen sind.

• 3. Wenn das resultierende Bahnimpulsmoment derd-Elektronen Null ist, wenn also keine Bahnvalenzen zu erwarten sind, tritt ein innenzentriert kubisches Gitter auf, sonst eine hexagonale oder kubische dichteste Kugelpackung. Beides lÄ\t sich qualitativ theoretisch begründen.

• 4. Infolge eines besonderen, aus den ferromagnetischen Eigenschaften erschlossenen Verlaufs des Austauschintegrals überwiegen beim Eisen die Spinvalenzen über die Bahnvalenzen und stabilisieren so bei tiefen Temperaturen das innenzentrierte Gitter. Die bei höheren Temperaturen eintretenden Umwandlungen werden durch die aus der Rotation der Spine und der Rotation der Ladungsverteilung folgende Gitterentropie bestimmt.