Aufbau Der Zusammenhängenden Materie

1218 Pages·1933·51.819 MB·German

by  A. Smekal (auth.)

HANDBUCH DER PHYSIK
ZWEITE AUFLAGE
HERAUSGEGEBEN VON
H. GEIGER KARL SCHEEL
UND
BAND XXIV· ZWEITER TEIL
AUFBAU DER
ZUSAMMENHÄNGENDEN MATERIE
BERLIN
VERLAG VON JULIUS SPRINGER
1933
AUFBAU DER
ZUSAMMENHÄNGENDEN MATERIE
BEARBEITET VON
H. BETHE . M. BORN . M. GÖPPERT-MAYER
H. G. GRIMM • K. F. HERZFELD . R. DE L. KRONIG . A. SMEKAL
A. SOMMERFELD . H. WOLFF
REDIGIERT VON A. SMEKAL
MIT 271 ABBILDUNGEN
BERLIN
VERLAG VON JULIUS SPRINGER
I933
ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER üBERSETZUNG
IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN.
COPYRIGHT 1933 BY JULIUS SPRINGER IN BERLIN.
SOFrCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER 2ND EDITION '933
ISBN-13: 978-3-642-89260-8 E-ISBN-I3: 978-3-642-91 II 6-3
DOI: 10.1007'978-3-642-91 II 6-3
Inhaltsverzeichnis.
Kapitel 1. Seite
Größe und Bau der Moleküle. Von Professor Dr. K. F. HERzFELD, Baltimore, Md., U.S.A.
(Mit 33 Abbildungen.). . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Die Entwicklung des Molekülbegriffs . . . . . 1
2. Berücksichtigung der gegenseitigen Einwirkung 2
3. Moleküle in Kristallen . . . . . . . . . . . 3
4. Das Molekül als chemischer Begriff . . . . . 4
5. Das Molekül als starre Kugel und als Zentrum eines Kraftfeldes. 6
6. Allgemeines über die Natur der Abstoßungskräfte . 7
r. Struktur der Moleküle und innermolekulare Kräfte 9
a) Röntgen- und Kathodenstrahlmethoden 9
7. Allgemeines . . . . 9
8. Anorganische Gitter 11
9. Organische Moleküle 13
10. Lange Ketten . . . 14
11. Atomfaktoren . . . 17
12. Resultate für die Elektronenverteilung in Atomen und Ionen 20
13. Untersuchung von einzelnen Gasmolekülen . . . . . . . . . 25
b) Dünne Schichten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
14. Allgemeine Übersicht und experimentelle Anordnung 27
15. Die experimentellen Resultate über die Größe der Schicht und ihre
Deutung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
16. Die Überlegungen von LANGMUIR und HARKINS über die Bedingungen
für die Bildung von Oberflächenhäuten . . . . . . . . . . . . . . . 30
17. Anordnung der Moleküle in dünnen Häuten, erschlossen aus der Größe
zusammenhängender Schichten. . . . . . . . . . . 31
18. Schlüsse aus der Änderung der Oberflächenspannung 35
19. Oberflächenpotentiale . . . . . . . . . . . . . . . 35
20. Flüssige Kristalle. . . . . . . . . . . . . . . . . 36
c) Die dielektrischen Eigenschaften von Dipolsubstanzen . . 38
21. Theorie der Stoffe mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante 38
22. Bestimmung des Dipolmomentes. 41
23. Atompolarisation . . . . . . . . 45
24. Dipollose Moleküle . . . . . . . 45
25. Einfache Dipolmoleküle . . . . . 46
26. Zusammenwirken mehrerer Dipole. Kompensation. 50
27. Die Form des Benzolmoleküls, erschlossen aus Di- und Trisubstitutions-
produkten . . . . . . . . . . . . 52
28. Andere Disubstitutionsprodukte . . 53
29. Aliphatische Verbindungen . . . . 57
30. Gewinkelte Substituenten in Benzol 59
31. Freie Drehbarkeit. Allgemeines . . 60
32. Benzolderivate . . . . . . . . . . 61
33. Aliphatische Verbindungen mit zwei gewinkelten Gruppen 63
34. Energie der Wechselwirkung. . . . . . . . . . . . . 66
35. Rotation in Kristallen . . . . . . . . . . . . . . . 69
36. Einige spezielle Molekülformen. . . . . . . . . . . . 71
37. Abstand der Hydroxylgruppen bei mehrbasigen Säuren 72
d) Asymmetrie der Elektronenhüllen. . . . . . . . . . . . 74
38. Asymmetrie der Elektronenhüllen, erschlossen aus der Lichtzerstreuung 74
39. Formeln für verschiedene Moleküle. Resultate 76
40. Theorie des Kerreffekts. 78
41. Anwendungen . . 83
42. Flüssigkeiten. : . 85
43. Optische Aktivität 86
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
e) Bandenspektra und Einfluß der Rotation auf thermodynamische Größen 89
44. Einleitung 89
(X) Zweiatomige Moleküle. . . 90
45. Reine Rotation .... 90
46. Rotationsschwingungsbanden 91
47. Die genaueren Bandenformeln. Elektronensprungbanden 92
48. Das Kraftgesetz . 95
49. Resultate. . . . . . . . . . 99
50. Der Ramaneffekt . . . . . . 103
ß) Geradlinige mehratomige Moleküle 105
51. Entscheidung über die Form aus der Rotation. 105
52. Eigenschwingungen 106
53. Moleküle ABA, insbesondere CO2 • 107
54. Natur der Kräfte . . . . . 108
55. Andere dreiatomige Moleküle 113
y) Nichtlineare Moleküle 118
56. Allgemeines . 118
57. Rotation . . 119
58. Symmetrie . 121
59. Ramaneffekt 123
60. Lösungen für bestimmte Modelle 124
61. Gewinkelte Moleküle (H20, S02' H2S) 130
62. Das Karbonat-Ion. . . . . . . . . 134
63. Ammoniak und andere pyramidenförmige Hydride 136
64. Tetraedermoleküle und -radikale: Methan, Tetrahalogenide, Sulfat-,
Perchlorat-, Chromat-. Permanganat-Ion. 139
65. Benzol .............. . 143
66. Angenäherte Lösungen. . . . . . . . 145
67. Spektra und Bau organischer Moleküle 149
68. Theoretisches . . . . . . . . . . . . 152
69. Thermodynamische Eigenschaften. Chemische Konstante 154
f) Molekularrefraktion und Diamagnetismus. 157
70. Molekularrefraktion . . . . . . . . . . 157
71. Diamagnetismus. . . . . . . . . . . . 159
11. Größe der Moleküle und zwischenmolekulare Kräfte 162
a) Gase und Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . 162
(X) Allgemeines über Zustandsgleichung und Volumgrößen 162
72. Die VAN DER WAALssche Volumkorrektur ... 162
73. Die VAN DER WAALssche Druckkorrektur a/V2 • 162
74. Ableitung von a und b aus der Erfahrung ... 164
75. Temperaturabhängigkeit von b ..... 166
76. Additivitätsregel für a. Gegenseitige Anziehung verschiedener
Moleküle ...................• 167
77. VA N DER W AALssche Korrektur in adsorbierten Schichten . 168
ß) Natur der Kräfte in Gasen ......... . 170
78. Das Potential eines neutralen Gebildes 170
79. Wirkung zweier neutraler Gebilde aufeinander 173
80. Historisches. . . . . . . . . . . . . . . . 174
81. Abstoßung zwischen zwei Wasserstoffatomen . 176
82. Helium .... 178
83. Allgemeines. . . . 181
84. Der Richteffekt . . 182
85. Der Induktionseffekt 184
86. Kritik des Vorhergehenden. Allgemeines über Dispersionskräfte 186
87. Systematische Störungsrechnung ............. . 188
88. Wasserstoffatome und Helium. Annäherungsmethoden für andere
Atome. . . . . . . . . . .. . .......... . 189
89. Bestimmung der Wechselwirkung aus der Dispersionskurve und An-
wendungen .................. . 193
90. Vergleich zwischen den drei Effekten, die Anziehung geben 194
y) Anwendung des Kraftgesetzes auf die Zustandsgleichung . 195
91. Wellenmechanische Verfeinerung der Zustandsgleichung 195
92. Berechnung von a für hohe Temperaturen. 197
93. Einheiten. . . . . . . 198
94. Temperaturabhängigkeit von B . .... . 198
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
95. Temperaturabhängigkeit von B unter Berücksichtigung der Disper-
sionskräfte . . . . . . . . 201
~) Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
96. Volumina in Flüssigkeiten. . . . . . . . . . 203
97. Kräfte in Flüssigkeiten, allgemeine Überlegung 207
98. Statistische Begründung des Vorangehenden. . 208
99. Kurze Besprechung der vorliegenden Untersuchungen 209
100. Oberflächenenergie . . . . . . . . . . . . 213
101. Hydratationswärme von Ionen in Lösungen. 217
s) Innere Reibung. . . . . . . . . . . . . . 220
102. Durchgang von Elektronen durch Gase. 220
103. Ionenstrahlen . . . . . . . . . . . . 222
104. Ablenkung von Atomstrahlen . . . . . 223
105: Die geg~nseitige ~ble~,kung von Gasmolekülen bedingt die Existenz
der "freien Weglange .................... 224
106. Abhängigkeit der freien Weglänge von der Temperatur. Theorie 225
107. Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur. Experimentelles 228
108. Form der Moleküle, aus der inneren Reibung erschlossen. .. 230
109· Gasmischungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 233
110. Definition der Beweglichkeit gelöster Teilchen in Flüssigkeiten 233
111. Zusammenhang der Beweglichkeit mit molekularen Größen. 234
112. Erhöhung der inneren Reibung von Lösungen 237
113. Innere Reibung bei reinen Flüssigkeiten 239
b) Kristalle . . . . . . . . . . . . . . 241
(X) Allgemeines . . . . . . . . . . . 241
114. Der Gitterabstand in Kristallen 241
115. Schwingungen am Schmelzpunkt. 244
(J) Salzkristalle . . . . . . . 245
116. Die Natur der Kräfte 245
117. Absolute Ionengrößen . 247
118. Zusammenhang zwischen Größe der Ionen und der Edelgase 248
y) Homöopolare und Metallkristalle 249
119. Homöopolare Kristalle 249
120. Metallkristalle . . . 249
Kapitel 2.
Beziehungen zwischen Molekülbau und Kristallbau. Von Dr. R. DE L. KRONIG,
Groningen. (Mit 23 Abbildungen.) ........ 253
A. Atomanordnung, Atomkräfte und Aggregatzustand 253
1. Historisches . . . . . . . . . . . . . . . . 253
2. Die Grenzen des Molekülbegriffs . . . . . . . 254
3. Die Bestimmung der Kernabstände im isolierten Molekül aus den Banden-
spektren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
4. Bestimmung der Kernabstände und Verteilungsfunktionen mit Hilfe von
Röntgen- und Eiektronenstrahlen . . . . . . 260
5. Atomanordnung in Flüssigkeiten und Lösungen. . . . . . 265
6. Koordinationsgitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
7. Andere Gitter; Molekülgitter, Radikalionengitter, Schichtengitter 272
8. Die Natur der interatomaren Kräfte. . . . .. ..... 276
9. Interatomare Kräfte und Gittertyp . . . . . . . . . . . . . 284
B. Der Einfluß der Gitterbindung auf die Eigenschaften der Atome und Moleküle 290
10. Die Energieniveaus der Elektronen im Atom und im Kristall . . . . . . 290
11. Die Feinstruktur der Röntgenabsorptionsbanden von Kristallen. . . . . . 295
12. Die Deutung der einzelnen Maxima und Minima in der Feinstruktur der Rönt·
genabsorptionsbanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
13. Die Feinstruktur der Röntgenabsorptionsbanden molekularer Gase . . . . 305
14. Die Lage der Röntgenabsorptionskanten sowie der Röntgenemissionslinien
und ihre Beeinflussung durch die chemische Bindung . . . . . . . . . . 310
15. Die optischen Eigenschaften der Kristalle. . . . . . . . . . . . . . . . 312
16. Nachweis der Energieniveaus von Elektronen in Kristallgittern durch Stoß-
versuche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
17. Kernschwingung und Kernrotation im Kristallgitter . . 322
18. Dielektrizitätskonstante und magnetische Suszeptibilität 327
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
Kapitel 3.
Elektronentheorie der Metalle. Von Geheimrat Professor Dr. A. SOMMERFELD, München,
und Dr. H. BETHE, München. (Mit 60 Abbildungen.) . 333
I. Die Hypothese der freien Elektronen. . . . . . . . . . . . 333
1. Historische Einleitung . . . . . . . . . . . . . . 333
2. Pauliverbot, Elektronengas bei tiefen Temperaturen. 334
3. FERMlsche Verteilung, Entartungskriterium. . . 339
4. Richardsoneffekt. . . . . . . . . . . . . . . 348
5. Elektrische und thermische Leitfähigkeit. . . . 352
6. Thermoelektrizität, Thomson- und Peltiereffekt. 356
7. Halleffekt, magnetische Widerstandsänderung . 363
11. Elektronen im periodischen Potentialfeld 368
A. Eigenwerte und Eigenfunktionen . . . . . . . 368
8. Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . 368
9. Die Strommatrix . . . . . . . . . . . 373
10. Das eindimensionale Modell von KRONIG. 379
11. Näherung von freien Elektronen her 385
12. Annäherung von gebundenen Elektronen her. 394
13. Vergleich der beiden Näherungsmethoden 408
14. Das Potential im Metallgitter . . . . 414
15. Die Austrittsarbeit . . . . . . . . 424
B. Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . 427
16. Fermistatik der Elektronen im Gitter 427
17. Spezifische Wärme des Elektronengases 430
C. Effekte, die nicht von der Wechselwirkung mit den Gitterwellen abhängen 432
a) Strahlungslose Elektronenemission . . . . . . . . . . . 432
18. Richardsoneffekt. Durchlässigkeitskoeffizient . . . . . . . . . . . 432
19. Austrittserscheinungen in starken elektrischen Feldern .. 436
20. Berührung zweier Metalle. Voltadifferenz. Elektronenaustritt aus
Metallen mit Oberflächenschichten . 443
21. Theorie des elektrischen Kontakts 446
b) Strahlungsvorgänge . . . . . . . . . 454
22. Allgemeines über die Absorption von Metallen 454
23. Absorption und Emission von Röntgenstrahlen. 461
24. Der lichtelektrische Effekt 467
c) Magnetische Eigenschaften. . . . . . . . . . . . 473
25. Paramagnetismus . . . . . . . . . . . . . . 473
26. Diamagnetismus der Leitungselektronen . . . . 477
27. Ferromagnetismus freier Elektronen. Austausch. Gültigkeitsgrenzen
unserer Theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
d) Streuung von Elektronen . . . . . . . . . . . . . . 486
28. Allgemeines über die elastische Streuung (Elektronenbeugung) 486
29. Die reguläre Reflexion. . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
30. Die unelastische Streuung . . . . . . . . . . . . . . . . 499
D. Elektrische Leitfähigkeit. Wechselwirkung der Elektronen mit Gitter-
schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
a) Vorbereitende Tatsachen. . . . . . . . . . . . . . 499
31. Allgemeine Übersicht über die Theorie der Leitfähigkeit. 499
32. Die Gitterschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . 500
33. Beschleunigung der Elektronen durch ein elektrisches Feld 506
34. Wechselwirkung zwischen Gitterschwingungen und Elektronen 509
b) BLocHsehe Theorie (Annahme des thermischen Gleichgewichts der Gitter-
wellen) . . . . . . . . . . . . . . 517
35. Die BLocHsche Integralgleichung 517
36. Hohe Temperatur T::;':' e . . 521
e. . .
37. Tiefe Temperaturen T <f:. 526
38. Mittlere Temperaturen e 1'1::1 T. . 530
39. Wärmeleitfähigkeit. . . . . . . 532
c) Die PEIERLsschen Umklappprozesse. 536
40. Die Abweichung der Gitterwellen vom thermischen Gleichgewicht 536
41. Die Umklappprozesse . . . . . . . . . . . . . . 541
42. Der Einfluß der Gitterwellen auf die Wärmeleitung 545
d) Ergänzungen der Theorie . . . 548
43. Widerstand der Legierungen . . . . . . . . . . . 548
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
44. Ansätze für die Theorie der Supraleitung 555
45. Leitfähigkeit von Halbleitern. 558
E. Kompliziertere Effekte. . . . 560
a) Galvanomagnetische Effekte . . . 560
46. Allgemeine Theorie . . . . . 560
47. Halleffekt . . . . . . . . . . 562
48. Magnetische WiderstandSänderung, schwache Felder. 566
49. Widerstandsänderung bei stärkeren Feldern 571
b) Thermoelektrische Effekte ". 574
50. Hohe Temperaturen . . . . . . . . . . . 574
51. Tiefe Temperaturen . . . . . . . . . . . 577
c) Strahlungseffekte . . . . . . . . . . . . . . 579
52. Absorption und Dispersion sehr langweIliger Strahlung 579
53. Absorption mit Beteiligung des Gitters . . . . . . . 584
III. Das Metall als Ganzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
A. Berechnung der Eigenwerte. . . . . . . . . . . . . . . . 585
54. Das Versagen der BLocHschen Approximation beim Problem des Ferro-
magnetismus und das Modell von LONDON-HEITLER und HEISENBERG 585
55. Das Wasserstoffmolekül nach der Methode von LONDON-HEITLER 587
56. Das Austauschintegral . . . . . . . . . . . . . . . . 595
57. Die Säkulargleichung für den Kristall . . . . . . . . . 598
58. Die angenäherte Lösung von BLOCH. Spinwellen . . . . 601
59. Die exakte Lösung für die lineare Kette. Spinkomplexe . 604
B. Ferromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . 607
60. Allgemeine Theorie des Ferromagnetismus . . 607
61. Richtungsabhängigkeit des Ferromagnetismus. 613
62. Die Magnetisierungskurve . . . 614
63. Widerstand der Ferromagnetika . 617
C. Kohäsionskräfte . . . . . . . . . . 618
64. Kohäsionskräfte der Metalle. . . 618
Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen. 620
Kapitel 4.
Dynamische Gittertheorie der Kristalle. Von Professor Dr. M. BORN, Göttingen,
und Frau Dr. MARIA GÖPPERT-MAYER, Baltimore, U. S. A. (Mit 38 Abbildungen.) . 623
1. Gleichgewicht und homogene Verzerrung. 623
1. Einleitung. . . . . . . . . . . . 623
2. Geometrie des Kristallgitters . . . . 624
3. Gitterenergie . . . . . . . . . . . 626
4. Homogene Verzerrung des Gitters. . 627
5. Gleichgewichtsbedingungen des freien Gitters. 628
6. Kräfte im verzerrten Gitter. . . . . . . . . 629
7. Elastizitätstheorie . . . . . . . . . . . . . 631
8. Das Gitter im elektrischen Feld. Dielektrische Erregung 633
9. Piezoelektrizität und Elektrostriktion 634
10. Reguläre zweiatomige Gitter . . . . . . . 635
II. Gitterschwingungen . . . . . . . . . . . . . 638
11. Das eindimensionale Gitter . . . . . . . . 638
12. Freie Schwingungen des allgemeinen Gitters 642
13. Schwingungen des regulären, zweiatomigen Gitters 646
14. Erzwungene Schwingungen . . . . . . . . . . . 647
15. Das Verteilungsgesetz der Eigenschwingungen . . 649
16. Experimentelle Bestimmungen der Grenzfrequenzen . 651
17. Zusammenhang der Eigenschwingungen mit anderen Kristalleigenschaften 656
III. Optik . . . . . . 657
18. Lichtwellen . . 657
19. Doppelbrechung 661
20. Dispersion. . . 662
21. Optische Aktivität. 664
IV. Thermodynamik. . . . 668
22. Klassische Theorie der Atomwärme 668
23. Quantentheorie der Atomwärme von Oszillatoren. 670
24. DEBYES Theorie der Atomwärme 671
25. Gittertheorie der Atomwärme. . . . . . . . . . 673
x
Inhaltsverzeichnis.
Seite
26. überschreiten des klassischen Wertes der Atomwärme 675
27. MIEsche Zustandsgleichung. . . . . . 677
28. GRUNEIsENsche Theorie . . . . . . . 679
29. Quantentheorie der Zustandsgleichung . 681
30. Die freie Energie des Gitters . . . . . 682
31. Thermische Ausdehnung . . . . . . . 687
32. Pyroelektrizität und elektrokalorischer Effekt. 690
33. Sublimation. . . . . 691
34. Der Schmelzprozeß. . . . 693
35. Irreversible Vorgänge 698
V. Elektrostatische Gittertheorie . 704
36. Die Kräfte in Gittern . . 704
37. Das elektrostatische Gitterpotential 707
38. Mathematische Methoden zur Berechnung elektrostatischer Gitterpotentiale 708
39. Berechnung von Parametern . . . . . . . . . . . 714
40. Theoretische Bestimmung des Abstoßungspotentials. . . . . . .. 716
41. Empirische Bestimmung des Abstoßungspotentials . . . . . . .. 718
42. Bestimmung des Abstoßungspotentials aus anderen Eigenschaften der
Ionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
43. Berechnung der Gitterenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . 724
44. Beziehung der Gitterenergie zu anderen thermochemischen Daten 727
45. Berechnung elastischer Eigenschaften 730
46. Die Stabilität der Koordinationsgitter 733
VI. Gittertheorie des polarisierbaren Ions . . 738
47. Die Polarisierbarkeit des Ions 738
48. Polarisierbarkeit und Molekülbau . . 742
49. Stabilität von Molekülen und Gittern polarisierbarer Ionen 745
50. Schichtengitter . . . . . . . 748
51. VAN DER WAALssche Kohäsion . . . . . . . . . . 750
52. Die homöopolare Bindung . . . . . . . . . . . . 756
53. Einfluß der Polarisierbarkeit auf die physikalischen Eigenschaften der
Kristalle . . . . . . . . . . . . . . . . . 759
VII. Oberflächenenergie und Zerreißfestigkeit. . . . . 761
54. Oberflächenenergie und Tracht von Kristallen 761
55. Zerreißfestigkeit und Mosaikstruktur . . . . 765
VIII. Elektromagnetische Gitterwellen . . . . . . . . 770
56. Allgemeine Fragestellung . . . . . . . . . . 770
57. Der HERTzsche Vektor einer ebenen Welle. . 773
58. Das mittlere elektromagnetische Feld und die Rechtfertigung der MAXWELL-
schen Kontinuumstheorie . . . . . . . . ... . . . . . . . . 776
59. Das wirkende elektromagnetische Feld und die Kopplungskräfte 7i7
60. Berechnung der Doppelbrechung aus der Gitterstruktur. 782
61. Reflexion, Brechung. Der Auslöschungssatz 787
62. Gitteroptik und Röntgenstrahlen . . . . . . . . . . . 790
Kapitel 5.
Strukturempfindliche Eigenschaften der Kristalle. Von Professor Dr. ADOLF SMEKAL,
Halle (Saale). (Mit 53 Abbildungen.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 795
I. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 79S.
1. Strukturunempfindliche und strukturempfindliche Kristalleigenschaften . 795
2. Idealgittertheorie und strukturunempfindliche Kristalleigenschaften . 796·
3. Idealkristall und RealkristalI . 797
4. Absolut reine Fehlkristalle . . . . . . . . . . . 798·
5. Ideal vollkommene Kristalle . . . . . . . . . . 803·
6. Chemische Reinheit und Strukturempfindlichkeit . 805
II. Entstehung und Nachweis von Kristallbaufehlern . . 80t
7. Ideales Kristallwachstum. . '.' . . . . . . . . 80t
8. Reales Kristallwachstum ohne Fremdatome . . . 812
9. Reales Kristallwachstum. Einfluß von Fremdatomen . 816·
10. Räumliche Verteilung "sichtbarer" Kristallbaufehler 826·
11. Nachweis unsichtbarer Kristallbaufehler . . 838
12. Beeinflußbarkeit von Kristallbaufehlem. . 853
13. Zusammenfassendes über Kristallbaufehler . 859-
14. Genauer untersuchte Stoffgruppen . . . . 860·
Inhaltsverzeichnis. XI
Seite
111. Allgemeine strukturempfindliche Kristalleigenschaften . 861
a) Diffusionserscheinungen . . . . 861
15. Diffusion und Kristallgitter 861
16. Oberflächendiffusion 866
17. Volumendiffusion ..... 869
18. Ionenleitung . . . . . . . 876
19. Nichtmetallische Elektronenleitung . 886
b) Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . 888
20. Festigkeitseigenschaften und Kristallgitter. 888
21. Sprödigkeit und Plastizität . . . . . . . 895
22. Die Vorgänge beim Gleiten und Zerreißen der Kristalle 905
23. Quantitative Aussagen über Festigkeitseigenschaften . 912
24. Kristallerholung und Rekristallisation. . . . . . . . . 920
Kapitel 6.
Atombau und Chemie (Atomchemie). Von Professor Dr. H. G. GRIMM und Dr. H. WOLFF,
Ludwigshafen a. Rh. (Mit 64 Abbildungen.). . . . . . • . . . . 923
1. Einleitung. Die Aufgaben" der Atomchemie . . . . . 923
I. Die Eigenschaften der die Verbindungen aufbauenden Atome. 925
a) Freie Atome ..... " . . . . . . . . . . . . . . . . 925
2. Die Elektronenverteilungszahlen der Atome 925
3. Die Ionisierungsarbeiten und die Größen der Atome 925
b) Gebundene Atome. . . . . . . . . . . . . . . . 928
~) Die Ionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928
4. Allgemeines über die Eigenschaften der Ionen 928
5. Die Ladung der Ionen. . . . . . . . . . . 928
6. Der Bau der Ionen . . . . . . . . . . . . 928
7. Die Methoden zur Berechnung von Ionengrößen 931
8. Die Kurven der Ionengrößen . . . . . . . . . 934
9. Die Bedeutung der Ionenradien für die Chemie 938
fJ) Die elektrisch neutralen gebundenen Atome . . . . 938
10. Die Wirkungsbereiche metallisch gebundener Atome 938
c) Die Polarisation (Deformation) der Elektronenhüllen 939
11. Einleitung. Historisches . . . . . . . . . . . . . 939
12. Die Polarisation der Ionen in elektrischen Feldern . 940
13. Die Polarisierbarkeit isolierter Ionen. . 941
14. Die Änderung der Polarisierbarkeit der Ionen bei der Verbindungs-
bildung . . . . . . . . . . . . 943
11. Der Aufbau der chemischen Verbindungen . . . 946
a) Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . 946
1 5. Historisches . . . . . . . . . . . . . . 946
b) Die empirischen Tatsachen über Bindung und Wertigkeit 949
16. Allgemeines über chemische Verbindungen . . . . . 949
17. Übersicht über die verschiedenen Verbindungsklassen 951
18. Die Erfahrungstatsachen über die chemische Wertigkeit 953
c) Das Wesen von Bindung und Wertigkeit bei Ionenverbindungen . 955
19. Der Vorgang der Bildung eines typischen Salzes . . . . . . 955
20. Die Gitterenergie von Ionenverbindungen . . . . . . . . . . 958
21. Die Wertigkeit der Kationen bildenden Elemente als Energiefrage 960
22. Die energetischen Verhältnisse bei den Anionen bildenden Elementen. 964
d) Das Wesen von Bindung und Wertigkeit bei Stoffen mit Atombindung
(homöopolarer Bindung) . . . . . . 968
23. Allgemeines . . . . . . . . . . 968
24. Das Wesen der Atomverbindung . 969
25. Die Oktett-Theorie . . . . . 973
26. Isostere Moleküle. . . . . . 976
27. Die Wasserstoffverbindungen der Nichtmetalle. Der Hydridverschie-
bungssatz . . . . . . . .. ....... 978
28. Die Größe einiger Hydride. ....... 984
29. Form und Größe einfacher organischer Moleküle 985
30. Systematik der Atommoleküle . . . . . . . . . 985
31. Wirkungsquerschnitte gegen langsame Elektronen und Molekülbau 989
32. Die diamantartigen Stoffe. . . . . . . . . . 993
33. Die Arbeit zur Spaltung von Atombindungen . . . . . . . . .. 998