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Lexikon der Chemie: Diamanttyp

Diamanttyp, Diamantstruktur, ein Strukturtyp, der durch die regelmäßige Anordnung tetraedrisch koordinierter gleichartiger Atome in einem Kristallgitter charakterisiert ist. Im Gitter seines namengebenden Prototyps liegt jedes Kohlenstoffatom im Mittelpunkt eines Tetraeders aus 4 anderen C-Atomen, jedes C-Atom ist sowohl Zentral- als auch Eckatom von Koordinationstetraedern. Die Elementarzelle des D. (Abb. a) enthält 8 Atome, von denen die Hälfte die Positionen eines kubisch flächenzentrierten Gitters einnimmt und die anderen 4 Atome 4 Achtelwürfel der Zelle zentrieren. Der Diamant ist das Musterbeispiel eines Kristalles mit rein kovalenten Bindungskräften. Die starken, symmetrischen σ-Bindungen auf der Grundlage von sp3-Hybridorbitalen der C-Atome durchziehen den gesamten Kristall, so daß dieser als ein einziges "Riesenmolekül" angesehen werden kann. Der kürzeste Atomabstand im Gitter (154 pm) stimmt mit dem C-C-Abstand in aliphatischen Verbindungen überein.

Die Struktur des D. erklärt die besonderen Eigenschaften der in ihm kristallisierenden Stoffe, insbesondere die hohe Schmelztemperatur und die extrem große Härte des Diamanten. Seine bevorzugte Spaltbarkeit parallel morphologischer Oktaederflächen ((111)-Ebenen des Gitters) beruht darauf, daß dabei relativ wenige Bindungen aufgesprengt werden müssen. In den gewellten Schichten parallel zur (111)-Ebene liegen 3/4, senkrecht dazu nur 1/4 der Bindungen (Abb. b). Außer Kohlenstoff kristallisieren im D. Silicium, Germanium und α-Zinn (graues Zinn). Werden die Gitterpositionen im D. alternierend durch zwei verschiedene Atomsorten besetzt, gelangt man zum Zinkblendetyp.

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