Strukturbericht-klassifikasie

Die strukturbericht-klassifikasie is een van die belangrikste maniere om kristalstrukture te klassifiseer. Dit is genoem na die Duitse wetenskaplike vaktydskrif Strukturbericht wat dit sedert 1913 ingevoer het. Hierdie tydskrif is deur Ewald en Hermann geredigeer, maar Ewald was Joods en het Duitsland in 1938 verlaat. Hermann het in 1939 in die tronk verdwyn omdat hy Jode gehelp het en die tydskrif het opgehou om te verskyn.

Na die Tweede Wêreldoorlog is dit opgeneem in Acta Crystallografica, maar die klassifikasie is nie voortgesit nie en is vandag dus ver van volledig. Dit is nogtans steeds in gebruik, veral in die metallurgie, omdat dit die volopste en bekendste struktuurtipes behels.

Na struktuurtipes wat oor geen strukturberichtkode beskik nie word dikwels verwys deur die mineraalnaam of soms die chemiese naam te gebruik. Strukturbericht-B1 kan dus bv. ook die haliet-struktuur, die NaCl-struktuur of die tafelsout-struktuur genoem word.

Isotipie

Talle stowwe het basies dieselfde kristalstruktuur. Dit word isotipie genoem. Hulle atome beset dieselfde posisies in 'n eenheidsel met dieselfde simmetrie, hoewel die parameters wat die eenheidsel se afmetings bepaal kan verskil. Sesium chloried en tallium(I) chloried het byvoorbeeld albei 'n eenvoudige kubiese struktuur met chloor-atome op die posisie (0,0,0) van die sel en 'n metaalatoom in die middel van die sel op posisie (½,½,½). Hierdie koördinate is egter fraksioneel: hulle is uitgedruk as fraksie van die eenheidsel se hoogte. In die geval van CsCl is die kubus se hoogte 412 pm, vir TlCl is dit 385 pm.

Elemente

Daar is veral talle stowwe met dieselfde struktuur indien die struktuur taamlik eenvoudig is, 'n klein eenheidsel en 'n hoë simmetrie besit. Talle elemente is byvoorbeeld metale wat dieselfde struktuur as koper het, soos Al, Ni, Pd, Pt, In, Ca, Pb ens. 'n Ander groep metale het dieselfde struktuur as wolfram soos Ba, Ra, Fe, Nb ensomeer. Die Duitse wetenskaplike vaktydskrif Strukturbericht het daarvoor 'n klassifikasie ingevoer. Die kopergroep word "A1" genoem en die wolfram-groep "A2".^[1]

Verbindings

Die strukturbericht-klassifikasie word ook op talle verbindings toegepas. Die struktuur van CsCl en TlCl word die B2-struktuur genoem. Indien twee stowwe tot dieselfde struktuurtipe behoort word dikwels ook mengkristalle van hierdie stowwe aangetref.

Die strukturbericht-klassifikasie het in die 1930s ontstaan. Later is talle stowwe gevind wat 'n unieke struktuur het en wat nie meer geklassifiseer word nie.

Pearson

'n Ander sisteem is die Pearsonsimbole. Hulle bestaan uit drie dele.

'n skuins kleinletter (a, m, o, t, h, c) wat die kristalstelsel aandui (triklinies, monoklinies, ortorombies, tetragonaal, heksagonaal en kubies).
'n skuins hoofletter (P, S, F, I, R) wat die roostertipe aandui.
'n getal wat die getal atome in die sel weergee.

Ongelukkig is hierdie sisteem nie eenduidig nie. Byvoorbeeld is die diamant- en die sfaleriet-struktuur albei vlakgesentreerd kubies cF en het 8 atome. Hulle is dus albei cF8 strukture, maar die strukture is nie dieselfde nie. Hulle het verskillende ruimtegroepe. Die sfalerietstruktuur is nogtans wel van die diamantstruktuur afgelei. Die omringingsgetalle is 4 (tetraëdries) in albei strukture. In die haliet-struktuur is dit egter glad nie so nie. Die omringinggetalle is 6, maar die Pearsonsimbool is ook cF8. In die strukturbericht-klassifikasie word hulle A4, B4 en B1 genoem.

Die IUPAC skryf egter in hul Red Book 2005:^[2]

Die gebruik van Pearson-notasie […] word aanbeveel vir die aanduiding van die strukture van metaal en soliede oplossings in binêre en meer komplekse stelsels. Die gebruik van Griekse letters, wat nie die nodige inligting oordra nie, en van die Strukturbericht-benamings, wat nie selfverduidelikend is nie, is nie aanvaarbaar nie.

A

A-strukture rakende elemente.

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep
A1	Cu	fcc	Fm3m
A2	W	bcc	Im3m
A3	Mg	hcp	P6₃/mmc
A3'	α-La		P6₃/mmc
A4	C	diamant	Fd3m
A5	β-Sn		I4₁/amd
A6	In		I4/mmm
A7	α-Arseen		R3m
A8	γ-Se		P3₁21
A9	C	grafiet	P6₃/mmc
A10	α-Hg		R3m
A11	α-Ga		Cmca
A12	α-Mn		I43m
A13	β-Mn		P4₁32
A14	I₂		Cmca
A15	Cr₃Si, β-W		Pm3n
A16	α-S		Fddd
A17	P	swart P	Cmca
A20	α-U		Cmcm
A_a	α-Pa		I4/mmm
A_b	β-U		P4₂/mnm
A_c	α-Np		Pnma
A_d	β-Np		P4/nmm
A_f	HgSn_6-10		P6/mmm
A_g	γ-B		P4₂/nnm
A_h	α-Po		Pm3m
A_i	β-Po		R3m
A_k	α-Se		P2₁/c
A_l	β-Se

B

B-strukture rakende binêre verbindings wat 'n 1:1 stoigiometrie besit en as AB geskryf kan word

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep	Nommer
B1	NaCl	haliet	Fm3m	225
B2	CsCl		Pm3m	221
B3	ZnS	sfaleriet	P43m	216
B4	ZnS	wurtziet	P6₃mc	186
B5	SiC	moissaniet-4H	P6₃mc	186
B6	SiC	moissaniet-6H	P6₃mc	186
B7	SiC	moissaniet-15R	R3m	160
B8₁	NiAs	nikkelien	P6₃/mmc	194
B8₂	Ni₂In		P6₃/mmc	194
B9	α-HgS	kinnabar	P3₁21	154
B10	PbO	loodglit (lithargiet)	P4/nmm	129
B11	γ-CuTi		P4/nmm	129
B12	Verouderde BN-struktuur
B13	NiS	milleriet	R3m	160
B14	MnP of FeAs	mangaanmonofosfied	Pnma
B16	GeS	germaniumsulfied	Pnma
B17	PtS	cooperiet	P4₂/mmc
B18	CuS	kopermonosulfied	P6₃/mmc
B19	β'-AuCd	goudkadmium	Pmma
B20	FeSi	ystermonosilisied	P2₁3
B21	α-CO	koolstofmonoksied	P2₁3
B26	CuO	koper(II)oksied	C2/c
B27	FeB	ystermonoboried	Pnma
B30	MgZn	magnesiumsink	Imm2
B31	sien ->B14
B32	NaTl	natriumtallium	Fd3m
B33	CrB	chroommonoboried	Cmcm
B34	PdS	palladiumsulfied	P4₂/m
B35	CoSn	kobalttin	P6/mmm
B37	SeTl	seleentallium	I4/mcm
B_h	WC	α-wolframkarbied	P6m2

C

C-strukture rakende AB₂-verbindings

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep
C1	CaF₂	fluoriet	Fm3m
C2	FeS₂	piriet	Pa3
C3	Cu₂O	kupriet	Pn3m
C4	TiO₂	rutiel	P4₂/mnm
C5	TiO₂	anataas	P4₁/amd
C6	CdI₂	kadmiumjodied	P3m1
C7	MoS₂	molibdeniet	P6₃/mmc
C8	SiO₂	β-kwarts	P6₂22
C9	SiO₂	β-kristobaliet	Fd3m
C13	HgI₂	cocciniet	P4₂/nmc
C14	MgZn₂	Lavesfase (heksagonaal)	P6₃/mmc
C15	MgCu₂	Lavesfase (kubies)	Fd3m
C19	CdCl₂	kadmiumchloried	R3m
C31	ε-Zn(OH)₂	sinkhidroksied	P2₁2₁2₁
C34	AuTe₂	calaveriet	C 2/m
C43	ZrO₂	baddeleyiet	P2₁/c
C46	Au_1-xAg_xTe₂	krenneriet	Pma2
C49	ZrSi₂	sirkoniumdisilisied	Cmcm

D

D-strukture rakende A_mB_n-verbindings

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep
D0₁	NH₃	ammoniak	P2₁3
D0₂	CoAs₃	skutterudiet	Im3
D0₃	BiF₃	gananiet	Fm3m
D0₄	CrCl₃	chroom(III)chloried	P3₁1 2
D0₅	BiI₃	bismut(III)jodied	R3
D0₆	LaF₃	tysoniet	P3c1
D0₈	MoO₃	molibdiet	Pnma
D0₉	ReO₃		Pm3m
D0_e	Ni₃P		I4
D1₁	SnI₄	tin(IV)jodied	Pa3
D1₂	SiF₄	silikontetrafluoried	I43m
D2₁	CaB₆	kalsiumheksaboried	Pm3m
D3₁	Hg₂Cl₂	kalomel	I4/mmm
D5₁	Al₂O₃	korund	R3c
D5₃	Mn₂O₃	bixbyïet	Ia3 cI80^[3]
D5₉	Zn₃P₂	sinkfosfied	P4₂/nmc
D5₁₁	Sb₂O₃	valentiniet^[4]	Pccn oP20^[3]
D8₁₀	(Fe,Ni)₉S₈	pentlandiet	Fm3m

E tot met K

Hierdie strukture verteenwoordig minder eenvoudige strukture van ternêre verbindings.

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep
E0₁	PbFCl	matlockiet	P4/nmm
E0₇	FeAsS	arsenopiriet	P2₁/b
E1₁	CuFeS₂	chalkopiriet	I42d
E2₁	CaTiO₃	perovskiet	Pm3m (ideaal)
E2₂	FeTiO₃	ilmeniet	R3
E3₃	FeSb₂S₄	berthieriet
F0₁	NiSbS	ullmaniet	P2₁3
F5₁	NaCrS₂	caswellsilveriet	R3m hR4^[3]
F5₆	CuSbS₂	wolfsbergiet	I4/mcm
G0₁	CaCO₃	kalsiet	R3c
G0₂	CaCO₃	aragoniet	Pmcn
G2₁	Pb(NO₃)₂	lood(II)nitraat	Pa3
G3₂	Na₂SO₃		P3
G7₁	CeCO₃F	bastnäsiet-Ce	P6c2
G7₄	Cu₃(CO₃)₂(OH)₂	asuriet	P2₁/c
H0₁	CaSO₄	anhidriet	Cmcm
H0₂	BaSO₄	bariet	Pnma
H0₅	KClO₄	kaliumperchloraat	~~F43m~~ --> Pnma
H1₁	MgAl₂O₄	spinel	Fd3m
H1₇	Na₂SO₄-V	thénardiet	Fddd
H2₄	Cu₃VS₄	sulvaniet	P43m
H2₅	Cu₃AsS₄	enargiet	Pnm2₁
H4	CaWO₄	scheeliet	^[5]
H5₇	Ca₅(PO₄)₃F,Cl,OH	apatiet	^[5]P6₃/m
J1₁	K₂PtCl₆	kaliumheksachloroplatinaat	Fm3m
J2₂	CrCl₃.6H₂O	chroom(III)chloriedheksahidraat	R3c
K4₁	(NH₄)₂S₂O₈	ammoniumpersulfaat	P2₁/c

L

L-strukture is allooie

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep
L1₂	Cu₃Au	ourikupried	Pm3m

O

O-tipes is organiese verbindings. Dit word nouliks gebruik.

S

Die S-tipe is vir silikate gereserveer.

Kode	Argetipe	Naam	Ruimtegroep	Nommer
S0₁	Al₂SiO₅	kyaniet	P1	2
S0₂	Al₂SiO₅	andalusiet	Pnnm	58
S0₃	Al₂SiO₅	sillimaniet	Pnma	62
S0₄	verouderd
S0₅	Al₂SiO₄F₂	topaas	Pnma	62
S0₆	CaTiSiO₅	titaniet	C2/c	15
S0₇	Mg(F,OH)₂.Mg₂SiO₄	norbergiet	Pnma	62
S0₈	Al₁₃(F,OH)₁₈Si₅O₂₀Cl	zunyïet	Pnma	62
S1₁	ZrSiO₄	sirkoon	I4₁/amd	141
S1₂	Mg₂SiO₄	olivien	Pnma	62
S1₃	Be₂SiO₄	phenakiet	R3	148
S1₄	Ca₃Al₂Si₃O₁₂	granaat	Ia3d	230
S1₅	Bi₃(SiO₄)₃	eulytien	I43d	220
S2₁	Sc₂Si₂O₇	thortveitiet	C2/m

Bronne

TYPIX Standardized Data and Crystal Chemical Characterization of Inorganic Structure Types, Springer Science & Business Media, Erwin Parthé, Louise Gelato, Bernard Chabot, Marinella Penzo, Karin Cenzual, Roman Gladyshevskii, 2013, ISBN 3-662-10641-8, ISBN 978-3-662-10641-9
A Handbook of Lattice Spacings and Structures of Metals and Alloys: International Series of Monographs on Metal Physics and Physical Metallurgy, Deel 4 W. B. Pearson Elsevier, 2013, ISBN 1-4832-2661-1, ISBN 978-1-4832-2661-3

Verwysings

↑ Structure of Materials: An Introduction to Crystallography, Diffraction and Symmetry, Marc De Graef, Michael E. McHenry, Cambridge University Press, 2012, ISBN 1-107-00587-6, ISBN 978-1-107-00587-7
↑ IUPAC Red Book 2005.
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 "argiefkopie" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 9 Julie 2018. Besoek op 14 Augustus 2017.
↑ "webmineral" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 3 November 2019. Besoek op 14 Augustus 2017.
↑ ^5,0 ^5,1 Lewis S. Ramsdell. Studies on silicon carbide.

[1] Structure of Materials: An Introduction to Crystallography, Diffraction and Symmetry, Marc De Graef, Michael E. McHenry, Cambridge University Press, 2012, ISBN 1-107-00587-6, ISBN 978-1-107-00587-7

[2] IUPAC Red Book 2005.

[Wene-3] 3,0 ^3,1 ^3,2 "argiefkopie" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 9 Julie 2018. Besoek op 14 Augustus 2017.

[4] "webmineral" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 3 November 2019. Besoek op 14 Augustus 2017.

[Ramsdell-5] 5,0 ^5,1 Lewis S. Ramsdell. Studies on silicon carbide.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]