2 Fragen zu Ruo2

Rutheniumdioxid (RuO₂) kristallisiert in der Rutilstruktur. Diese Struktur ist tetragonal und gehört zur Raumgruppe P4₂/mnm. In dieser Struktur ist jedes Rutheniumatom von sechs Sauerstoffatomen umgeben, die ein verzerrtes Oktaeder bilden, und jedes Sauerstoffatom ist von drei Rutheniumatomen umgeben.

Die Kristallstruktur von ThO₂ (Thoriumdioxid) und RuO₂ (Rutheniumdioxid) wird durch die Größe der Ionen und die Elektronenkonfiguration der beteiligten Atome bestimmt. 1. **ThO₂ (Thoriumdioxid) in Fluoritstruktur:** - **Ionenradien und Koordinationszahl:** Thoriumionen (Th⁴⁺) sind relativ groß, und die Sauerstoffionen (O²⁻) sind ebenfalls groß. In der Fluoritstruktur hat jedes Th⁴⁺-Ion eine Koordinationszahl von 8, was bedeutet, dass es von 8 O²⁻-Ionen umgeben ist. Diese Struktur ist energetisch günstig für große Kationen wie Th⁴⁺. - **Raumerfüllung:** Die Fluoritstruktur (CaF₂-Typ) ermöglicht eine dichte Packung der Ionen, was für die großen Th⁴⁺-Ionen vorteilhaft ist. 2. **RuO₂ (Rutheniumdioxid) in Rutilstruktur:** - **Ionenradien und Koordinationszahl:** Rutheniumionen (Ru⁴⁺) sind kleiner als Thoriumionen. In der Rutilstruktur hat jedes Ru⁴⁺-Ion eine Koordinationszahl von 6, was bedeutet, dass es von 6 O²⁻-Ionen umgeben ist. Diese Struktur ist energetisch günstig für kleinere Kationen wie Ru⁴⁺. - **Elektronenkonfiguration und Bindung:** Die Rutilstruktur (TiO₂-Typ) ist stabil für Übergangsmetalloxide, da sie eine effiziente Überlappung der d-Orbitale der Übergangsmetallionen mit den p-Orbitalen der Sauerstoffionen ermöglicht, was zu einer stabilen Bindung führt. Zusammengefasst kristallisiert ThO₂ in der Fluoritstruktur aufgrund der großen Größe der Th⁴⁺-Ionen und der energetischen Bevorzugung einer hohen Koordinationszahl. RuO₂ kristallisiert in der Rutilstruktur aufgrund der kleineren Größe der Ru⁴⁺-Ionen und der stabilen Bindung, die durch die Rutilstruktur ermöglicht wird.