Zur Vorbereitung auf die Goldstruktur:
Kugelpackung und Gleitebenen
Auf dieser Seite können Sie sehen,
wie die Atome in Gold, Silber und Kupfer angeordnet sind.
Als Modell für die Atome benutzen wir einfache Kugeln.
Die Farben der Kugeln sollen nur die Flächen in der Figur markieren.
(Atome haben keine Farben!)
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Die erste Schicht:
Eine ebene Platte soll die Unterlage sein.
Wir legen Kugeln so darauf ,
dass sie ein Rechteck bilden und dicht nebeneinander liegen.
Dann ist jede Kugel (außer denen am Rand)
von 6 Nachbarn, die dicht an sie stoßen, umgeben.
Durch die 6 Zwischenräume, die jede Kugel umgeben, bleibt die Unterlage sichtbar.
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Die zweite Schicht:
Wenn wir eine gleiche Schicht darüber legen, wird nur jeder zweite Zwischenraum der ersten Schicht mit einer Kugel bedeckt.
durch die Zwischenräume dieser Schicht sieht man jetzt abwechselnd
die Unterlage und die Kugeln der 1. Schicht.
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Die dritte Schicht:
Für die 3. Schicht gibt es 2 Alternativen,
wir können sie wahlweise entweder senkrecht über die erste Schicht
oder senkrecht über die noch sichtbaren Zwischenräume legen.
Um die Anordnung der Atome im Gold nachzubauen,
wählen wir die zweitgenannte Möglichkeit.
Jetzt sind alle Zwischenräume bedeckt.
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Die vierte Schicht
legen wir senkrecht über die erste, die fünfte über die zweite
und die sechste über die dritte und bauen so einen Quader.
In seinem Inneren ist jede Kugel von 12 Nachbarn umgeben.
Die Kugeln liegen so dicht beieinander, wie es nur möglich ist.
Diese Anordnung heißt
"dichteste Kugelpackung"
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In dieser Figur gibt es in waagerechter Richtung glatte Ebenen, die dicht über einander liegen.
Wir nenen sie "Gleitebenen".
(Der Ausdruck passt für unsere Kugelkonstruktion nicht so richtig,
denn die Kugel hindern sich gegenseitig am Gleiten.
Wir brauchen ihn aber auf der nächsten Seite, wenn es um Atome geht. Deshalb wird er jetzt schon genannt.)
In senkrechter Richtung sind die Randflächen, die bei unserer Konstruktion entstanden sind, wellig.
Es sind keine Gleitebenen.
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Im Inneren des Quaders verborgen ist noch mehr zu sehen:
Wenn wir nämlich als Grundfläche unserer Konstruktion
ein gleichseitiges Dreieck wählen
und die Kugeln so darüber schichten,
dass keine von ihnen am Rand übersteht,
entsteht ein regelmäßiges Tetraeder ("Vier-Flächer").
und 3 weitere Gleitebenen sind erkennbar.
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Durch unsere Vorgabe:
dichteste Kugelpackung und jede 4. Reihe senkrecht über jeder ersten,
haben wir mit Hilfe von Kugeln eine Figur gebaut,
die uns zeigt, wie die Atome in Gold, Silber und einigen anderen Metallen angeordnet sind.
Diese Figur enthält Gleitebenen in 4 verschiedenen Richtungen.
Dadurch haben wir einen ersten Hinweis darauf, weshalb gerade die Metalle,
deren Atome auf diese Art angeordnet sind, sich verhältnismäßig leicht verformen lassen.
Diese Anordnung nennen wir
"Goldstruktur".
Nun muss noch erklärt werden, wie sich Atome
(im Unterschied zu Kugeln)
in der Goldstruktur verhalten.
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