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Die vier atomaren Bindungstypen
-metallisch -ionisch ( heteropolar )-kovalent ( homöopolar )-Van der Waals
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Metallisch Bindung
- Atomkerne nähern sich mit Translationssymmetrie kristallin an
- geben ihre Elektronen an ein Elektronengas ab ( sog. Drude Modell )
- Meistens bei Atomverbbindungen gleicher und kleiner Elektronegativität
Z.b. Reine Metall und Legierungen
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Ionische , heteropolare Bindung
- Der elektronegativere Bindungspartner erhält die Elektronen und wird so polar negativ geladen , während der andere Partner positiv geladen bleibt.
- Tritt auf , bei hoher unterschiedlicher Elektronegativitätsdifferenz und kleiner bis mittleren Elektronegativitäten
z.B. NaCl oder Al2O3
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Kovalente , homöopolare Bindung
- Beide Bindungspartner teilen sich die Elektronen zu einem Elektronenpaar
- Tritt auf , bei geringer Elektronegatvitätsdifferenz und hohen Elektronegativitäten
z.B. C-C
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Was passiert einem Oxid bei Verbindung mit Wasser?
- H2O gibt ein Sauerstoffatom ab ( Protonentransfer )
- X-O + H2O --> 2 H+ + X-O2-
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Definition Perkolation
- Ordnung und Durchdringung
- beschreibt das Ausbilden von zusammenhängenden Gebieten (Clustern) bei zufallsbedingtem Besetzen von Strukturen (Gittern)
- Knoten- oder Kantenperkolation
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Knotenperkulation
- Ordnung
- Jeder Punkt im Gitter hat eine bestimmte Besetzungswahrscheinlichkeit
- Das Ausbilden von Clustern , d.h. Felder mit hoher Besetzungsdichte gibt die Perkulation an
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Knotenperkulation
- Durchdringung
- Es exisitiert eine bestimmte Wahrscheinlichkeit , dass eine Verbindung zu einem Nachbarpunkt besteht.
- Cluster bedeuten in diesem Zusammenhang das Ausbilden von Wegen bzw. Kanälen , also Zusammenhänge nicht verbundender Punkte
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Dichte
- kann in 3 Gruppen eingeteilt werden:
- < 1.5 - 4
- > 4
- < 2
Dichte ist abhängig von der Temperatur , was zu Definition des thermischen Ausdehnungskoeffizienten führt
Dichte ist abhängig vom Druck , was zur Definition des Kompressionsmoduls führt
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Die elastischen Konstanten
- Elastizitätsmodul
- Schermodul
- Kompressionsmodul
sind durch die Poisson-Zahl ( Querkontraktionszahl ) miteinander verknüpft
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Poisson-Zahl
- linearer Zusammenhang zwischen Poisson-Zahl und atomarer Packungsdichte
- typische Werte 0.1 bis 0.4
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Ashby - Plot
Gibt eine Einteilung von Werkstoffen auf Grund der Festigkeit und Dichte an
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Wärmeleitfähigkeit
Lambda in Watt pro meter mal Kelvin
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Wiedemann-Franz-Gesetz
Das Verhältnis von Wärmeleitfähigkeit zur elektrischen Leitfähigkeit ist proportional zur Temperatur , mit einer Konstante ( Lorenzzahl )
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Elektromagnetische Welle
- Energie = h mal Frequenz
- Lichteschwindigkeit = Frequenz mal Wellenlänge
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