Kapitel 8 : Im Zwischenland – zwischen Kristallen und Flüssigkeiten
Bild 1 : Bernstein, ein amorpher Stoff.
Alle Menschen kennen Kristalle und Flüssigkeiten, und alle Menschen mit Chemiekenntnissen haben eine klare Vorstellung von deren Aufbau. In Kristallen sind die kleinsten Teilchen (Atome, Ionen, Moleküle) wohlgeordnet an festen Plätzen. In Flüssigkeiten bewegen sie sich regellos umher, wie die Fische im Wasser.
Jedoch gibt es Stoffe, die nicht in dieses schöne Bild einer heilen Stoffwelt passen. Sie bevölkern ein Land, das zwischen der Welt der Kristalle und der Welt der Flüssigkeiten liegt – ein Zwischenland eben. Es sind Feststoffe, deren kleinste Teilchen nicht oder nur wenig geordnet sind, und es sind Flüssigkeiten, deren kleinste Teilchen zumindest teilweise geordnet sind.
Solche Stoffe sind das Thema dieses Kapitels.
In Tabelle 1 gebe ich eine Übersicht über die Kategorien der Stoffe, die ich hier besprechen werde und nenne idealisierte Unterscheidungskriterien zwischen diesen Kategorien. Diese sind
- Positionsfernordnung oder Translationsfernordnung (engl. positional order) – Das ist etwas, was man von Kristallen erwartet. Die Positionen der kleinsten Teilchen (Atome, Ionen, Moleküle) werden nur in einem sehr kleinen Bereich, der Elementarzelle, festgelegt. Die Ordnung entsteht, indem sich diese Positionen in alle 3 Raumrichtungen endlos wiederholen.
- Orientierungsfernordnung oder Richtungsfernordnung (engl. orientational order) – Sie kann nur bei Ionen, die aus mindestens 2 Atomen bestehen, und bei Molekülen auftreten. In der Elementarzelle haben diese Teilchen eine bestimmte Ausrichtung im Raum. Die Ordnung entsteht, wenn sich diese Ausrichtungen in alle 3 Raumrichtungen endlos wiederholen.
- Formstabilität – Das ist etwas, was man bei Feststoffen erwartet. Formstabile Stoffe passen ihre Form nicht der Umgebung oder dem Gefäß, in dem sie sich befinden, an. Flüssigkeiten erkennt man daran, dass sie genau dies tun.
| Tabelle 1 : Kategorien von Stoffen | |||
|---|---|---|---|
| positionsgeordnet | orientierungsgeordnet | formstabil | |
| Kristalle | ja | ja | ja |
| amorphe und glasartige Stoffe | nein | nein | ja |
| Flüssigkristalle | nein / teilweise | ja | nein |
| plastische Kristalle | ja | nein | ja |
| Flüssigkeiten | nein | nein | nein |
Inhalt des Kapitels
Ich werde in diesem Kapitel zuerst die amorphen und glasartigen Stoffe besprechen, da sie in ihrer äußeren Erscheinung den Kristallen aus dem vorigen Kapitel am nächsten stehen. Es folgen, wegen ihrer großen Bedeutung, die Flüssigkristalle. Die plastischen Kristalle gehören auch in dieses Kapitel, ich habe aber, da sie äußerlich den Kristallen am ähnlichsten sind, bereits vorher über sie geschrieben.
Im einzelnen erfahren Sie mehr zu den Themen
- amorphe und glasartige Stoffe – demnächst
- Flüssigkristalle : Kapitel 8.2.
- plastische Kristalle – demnächst
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