Kubisch-raumzentriertes Gitter

Eine Abwandlung des kubisch-primitiven Gitters ist das sogenannte kubisch-raumzentrierten Gitter (krz). In dieser Gitterstruktur liegen die einzelnen Atomebenen in den Lücken der jeweils darunter liegenden Ebene. Wie beim kubisch-primitiven Gitter hat auch dabei die Elementarzelle die Grundform eines Würfels (Kubus). Zusätzlich zu den Eckatomen, die jeweils in den Ecken der würfelförmigen Elementarzelle sitzen, befindet sich nun ein weiteres Atom zentriert in der Raummitte [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung]. Diese Atombelegung der Elementarzelle ist Namensgeber des kubisch-raumzentrierten Gitters.

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Abbildung: Kubisch-raumzentriertes Gitter

Typische Vertreter solcher kubisch-raumzentrierten Strukturen sind unter anderem die Metalle Eisen, Chrom, Molybdän, Vanadium und Wolfram. 

Video: Aufbau des kubisch-raumzentrierten Gitters

Kubisch raumzentrierte Elementarzelle, Gitter-Struktur, krz, Gittertyp

Abbildung: kubisch-raumzentrierte Elementarzelle

Im kubisch-raumzentrierten Gitter steht ein Atom in unmittelbarem Kontakt zu acht umgebenden Atome. Man bezeichnet diese Anzahl an direkten Nachbaratomen auch als Koordinationszahl. Die Koordinationszahl im krz-Gitter beträgt folglich 8. Im einfachen kubischen Gitter kommt man hingegen auf eine Koordinationszahl von 6.

Für die Darstellung von Elementarzellen ist es sinnvoll die Atome verkleinert zu zeichnen, auch wenn sich diese in Wirklichkeit "berühren". Um die räumliche Anordnung der Atome zu verdeutlichen, ist es ferner üblich die Grundform der Elementarzelle durch Striche anzudeuten. Diese Striche stellen keine Bindungskräfte dar!

Werden die Atome realistischer Weise als sich berührende Kugeln betrachtet, so kann auf diese Weise die sogenannte Packungsdichte eines Gitters ermittelt werden. Diese gibt an, wie viel Prozent der Elementarzelle mit Atome ausgefüllt ist. Für das kubisch-raumzentrierte Gitter lässt sich auf diese Weise eine Packungsdichte von 0,68 ermitteln. Dies bedeutet, dass 68 % des gesamten Gittervolumens (bzw. der Elementarzelle) mit Atomen besetzt sind. Die restlichen 32 % entfallen auf die "Lücken" zwischen den Atomen. Die Herleitung dieser Packungsdichte ist im nächsten Kapitel gezeigt.