Vorlesung: Festkörperchemie

Diese Web-Seite wird im SS 2022 um die PDF-Dateien der einzelnen Themen/Stunden (als Präsentationen) ergänzt. Der Volltext ist leider weiterhin unvollständig.

Es bestehen aber einige Überschneidungen mit anderen Vorlesungen, die im Volltext vorhanden sind und auf die jeweils verwiesen wird, wie z.B. mit Strukturchemie, Strukturchemie der Oxide, Intermetallische Phasen oder Silicatchemie. Links ST-DB gehen auf die Strukturtypendatenbank.
Ganz besonders wichtig (Stichwort: Struktur-Eigenschafts-Beziehung) ist der Bezug zur Strukturchemie und natürlich gibt es auch Überschneidungen mit der alten Diplom-Vorlesung Methoden der Anorganischen Chemie.

Caroline Röhr

Inhalt

Einleitung (Gliederung, Ziele, Literatur) (PDF)

Bau von Festkörpern: Atomare und elektronische Strukturen
- 1.1. Idealkristalle
  (Kap. 1.1.1. bis 1.1.4. sind Links zu den Kapiteln 1 bis 4 der Vorlesung Anorganische Strukturchemie)
  - 1.1.1. Einleitung, chem. Bindung, strukturbestimmende Größen (Strukturchemie Kap. 1)
  - 1.1.2. Kovalente Festkörper (Strukturchemie Kap. 2)
  - 1.1.3. Metalle und Legierungen (Strukturchemie Kap. 3)
  - 1.1.4. Ionenkristalle (Strukturchemie Kap. 4)
  - 1.1.5. Kristallographie und Eigenschaften
- 1.2. Realkristalle (PDF)
- 1.3. Amorphe Festkörper
  - 1.3.1. Gläser (PDF)
  - 1.3.2. Festkörper mit amorphen Wänden
Reaktionen und Synthesen von Festkörpern
- 2.1. Phasenumwandlungen (Einstoffsysteme)
- 2.2. Phasendiagramme (Mehrstoffsysteme)
- 2.3. Thermische Analyse (PDF für 2.1. bis 2.3)
- 2.4. Synthesen von Festkörpern (PDF)
- 2.5. Einkristallzüchtung (PDF)
- 2.6. Spezielle Verfahren (PDF)
Eigenschaften und Anwendungen von Festkörpern
Unterlagen und Links auch auf der Web-Seite der Vorlesung Angewandte Festkörperchemie
- 3.1. Einleitung (PDF)
- 3.2. Polarisationseffekte (statischer Respone)
  - 3.2.1. Dielektrika (PDF)
  - 3.2.2. Magnet-Materialien (s.a. AGP-Seminar, PDF dazu und Dauermagnete, aus der Lanthanoid-Vorlesung)
  - Multiferroika
- 3.3. Transportphänomene (dynamischer Response)
  - 3.3.1. Metalle: Elektronische und Wärmeleiter (s. auch QM-Kurs, Kap. V; PDF dazu)
  - 3.3.2. Halbleiter (s. auch QM-Kurs, Kap. V; PDF dazu)
  - 3.3.3. Supraleiter (PDF)
  - 3.3.4. Ionenleiter (PDF folgt)
  - Thermoelektrika
  - Heterogene Katalysatoren
  - Mechanische Eigenschaften
- 3.4. Optische Eigenschaften
  - 3.4.1. Lumineszenz-Materialien (Web, Materialien sowie Kap. 6 der Vorlesung Lanthanoide, PDF dazu )
  - NLO-Materialien
  - Pigmente (Web, Materialien)
Gemischte Einzelthemen
- Glas
- Keramik
- Zeolithe

Vorlagen (von 2006, mit Strukturchemie-Block)

0: Einleitung (Gliederung, Ziele, Literatur)
- Vorlage 0.1.: Inhaltsübersicht (PS, PDF)
- Vorlage 0.2.: Gliederung, Literatur (PS, PDF)
- Vorlage 0.3.: Beispiele für die Anwendung von Festkörpern (PS, PDF)
- Vorlage 0.4.: Vergleich: Molekülchemie - FK-Chemie (PS, PDF)
1: Atomare und elektronische Struktur
- 1.1. Idealkristall
  - Vorlage 1.1.: Atomare Eigenschaften, Chemische Bindung, elektronische und atomare Struktur (PS, PDF)
  - Vorlage 1.2.: Kovalente Festkörper, Bsp. Pentele (PS, PDF)
  - Vorlage 1.3.: Metalle und Legierungen (PS, PDF)
  - Vorlage 1.4.: Ionenkristalle I (Pauling-Regeln) (PS, PDF)
  - Vorlage 1.5.: Ionenkristalle II (Besetzung von OL) (PS, PDF)
  - Vorlage 1.6.: Ionenkristalle III (Besetzung von TL) (PS, PDF)
  - Vorlage 1.7.: Idealkristall und Eigenschaften (PS, PDF)
- 1.2. Realkristall
  - Vorlage 1.8.: Punktdefekte I (PS, PDF)
  - Vorlage 1.9.: Punktdefekte II, Linienfehler (PS, PDF)
  - Vorlage 1.10.: Flächenfehler, Scherstrukturen (PS, PDF)
- 1.3. Amorphe Festkörper
  - Vorlage 1.11.: Gläser (PS, PDF)
2: Reaktionen und Synthesen von Festkörpern
- 2.1. Phasenumwandlungen
  - Vorlage 2.1.: Thermodynamische und strukturelle Charakterisierung von PU (PS, PDF)
  - Vorlage 2.2.: Beispiele (PS, PDF)
- 2.2. Phasendiagramme zweikomponentiger Systeme
  - Vorlage 2.3.: T-x-Phasendiagramme (PS, PDF)
- 2.3. Thermische Analyse
  - Vorlage 2.4.: Thermische Analyse (PS, PDF)
- 2.4. Reaktionen/Synthesen von Festkörpern
  - Vorlage 2.5.: Reaktionen I (PS, PDF)
  - Vorlage 2.6.: Reaktionen II (PS, PDF)
  - Vorlage 2.7.: Reaktionen III, Kristallzüchtung (PS, PDF)
3: Eigenschaften und Anwendungen von Festkörpern
- 3.1. Einleitung (Anisotropie, Kristallographie, Tensor-Eigenschaften)
  - Vorlage 3.1.: Übersicht (PS, PDF)
- 3.2. Polarisationseffekte
  - Vorlage 3.2.: Beispiel Dielektrika I (PS, PDF)
  - Vorlage 3.3.: Beispiel: Dielektrika II (PS, PDF)
- 3.3. Transportphänomene
- ... und viele weitere Vorlagen aus der Vorlesung Angewandte Festkörperchemie
- ... und Vorlagen aus den LA-AFP-Seminaren
  - Feste Ionenleiter, 2006
    - Vorlage 1: Einleitung, Ag-Halogenide, Zirkonia (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Punktedefekte bei Festkörpern (PS, PDF)
    - Vorlage 3: ß-Alumina, Li-Ionenleiter (PS, PDF)
  - Halbleiter, 2005
    - Vorlage 1: Prinzipien, Bandlücken (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Verbindungshalbleiter: Strukturen und Bandlücken (PS, PDF)
    - Vorlage 3: Herstellung von Substraten und HL-Schichten (PS, PDF)
    - Vorlage 4: Diode und Transistor (PS, PDF)
    - Vorlage 5: Optoelektronik, LEDs, Solarzellen (PS, PDF)
- ... und Vorlagen aus den LA-Oberseminaren
  - Künstliche Edelsteine
    - Vorlage 1: Übersicht, Diamant (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Rubin, Granate, Beryll usw. (PS, PDF)
  - Supraleiter
    - Vorlage 1: Allgemeines, Low-T_c-Materialien (PS, PDF)
    - Vorlage 2: High-T_c-Materialien (PS, PDF)
  - Gläser
  - Keramik
    - Vorlage 1 (PS, PDF)
    - Vorlage 2 (PS, PDF)
  - Heterogene Katalysatoren
    - Vorlage 1: Übersicht, Kinetik, Reaktortechnik (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Formselektivität, Zeolithe, Pillard Clays (PS, PDF)
  - Effektpigmente
    - Vorlage 1: Übersicht, Ti-Anlauffarben, Glimmer (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Metalloxid-Glimmer-Pigmente (PS, PDF)
  - Schwarzpigmente
    - Vorlage 1: Farbigkeit und elektronische Struktur, C-Schwarz I (PS, PDF)
    - Vorlage 2: C-Schwarz II, Eisenschwarz (PS, PDF)
  - Laser
    - Vorlage 1: Funktionsprinzip, Übersicht Lasertypen (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Rubin-, CO₂- und Halbleiter-Laser (PS, PDF)
  - Magnetmaterialien
    - Vorlage 1: Physikalische Grundlagen (PS, PDF)
    - Vorlage 2: Anwendungen (Übersicht), Metalle und Legierungen (PS, PDF)
    - Vorlage 3: Übergangsmetalloxide (PS, PDF)

Anmerkungen

Die Betrachtung der VRMLs (fast alle sind VRML-1) ist immer das Beste! Hierzu wird ein VRML-Viewer wie z.B. view3dscene (sehr zu empfehlen, für alle Plattformen vorhanden), vrweb, freewrl o. ä. benötigt. Weiteres hierzu auch auf den Seiten des Web-3D Consortiums.
Alle Strukturbilder wurden mit DRAWxtl, alle Schemazeichnungen mit xfig erstellt.
Die Betrachtung der SVG-Dateien (Scalable Vector Graphics) klappt inzwischen mit den meisten Browsern, man kann aber auch extra Betrachter (z.B. batik) installieren.