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Unter einem Ionenkristall oder Ionengitter versteht man in der Chemie und der Festkörperphysik die regelmäßige räumliche Anordnung von Anionen und Kationen eines homogenen Stoffes im festen Zustand. Der Zusammenhalt des Gitterverbandes erfolgt durch die Ionenbindung. Die bekanntesten Beispiele für Kristalle mit kubischer Gitterstruktur sind Ionenkristalle: Caesiumchlorid für die kubisch primitive und Natriumchlorid-Gitter (Kochsalz) für die kubisch-flächenzentrierte Struktur.

Struktur

Die Struktur der Ionengitter hängt zum einen vom Größenverhältnis der Ionen, zum anderen vom Ladungsverhältnis ab.

Stoffname	Verhältnisformel	Kation	Anion	Koordination		Kristallsystem	weitere Beispiele
Sphalerit	ZnS	Zn2+	S2-	4:4	Jedes Zink-Kation ist tetraedrisch von 4 Sulfid-Anionen umgeben, jedes Sulfid-Anion ebenfalls tetreadrisch von 4 Zink-Kationen.	kubisch	CuCl, CuBr, CuI, AgI, BeS, HgS
Wurzit	ZnS	Zn2+	S2-	4:4		hexagonal	NH4F, BeO, ZnO, CdS
Rutil	TiO2	Ti4+	O2-	6:3	Jedes Titan-Kation ist verzerrt oktaedrisch von 6 Oxid-Ionen umgeben, jedes Oxid-Ion planar von 3 Titan-Kationen. Hier liegt der Bindungscharakter zwischen einer Ionen- und einer Atombindung	tetragonal	SnO2. MgF2, PbO2
Natriumchlorid	NaCl	Na+	Cl-	6:6		kubisch	NaF, KF, AgF, KCl, AgCl, NH4Cl, NaBr, KBr, AgBr, NaI, KI, MaH,KH, MgO, CaO, SrO, BaO, FeO, CoO, NiO, MgS, CaS, MnS, PbS
Calciumfluorid (Fluorit)	CaF2	Ca2+	F-	8:4	Jedes Calcium-Kation ist von 8 Fluorid-Ionen würfelförmig umgeben, jedes Fluorid-Ion tetraedrisch von 4 Calcium-Kationen.	kubisch	PbF2, BaF2, SrCl2, CdF2; Antifluorit-Struktur: Li2O, Na2O, K2O
Caesiumchlorid	CsCl	Cs+	Cl-	8:8		kubisch	NH4Cl, TiCl, CsBr, NH4Br, TlBr, CsI, NH4I,TlI
Kaliumnitrat	KNO3	K+	NO3-			orthorhombisch
Calcit (Kalkspat)	CaCO3	Ca2+	CO32-			trigonal
Natriumchlorat	NaClO3	Na+	ClO3-			monoklin
Kupfersulfat	CuSO4	Cu2+	SO42-			triklin

Die Koordination gibt an, wie viel Anionen ein Kation umgeben und wie viel Kationen ein Anion umgeben. Die Elementarzelle beschreibt die kleinste geometrische Einheit eines Gitters und legt das Kristallsystem fest. Die Elementarzelle reicht aus, um die gesamte Geometrie und Symmetrie der Kristallstruktur zu beschreiben.

Sonderformen

• Bei der so genannten Antifluorit-Struktur sind die Position der Anionen und Kationen miteinander vertauscht.

• Ionengitter können auch stöchiometrischen Mengen kleiner Moleküle in den Gitterlücken enthalten (zum Beispiel Kristallwasser).

• Schichtengitter:

Orthoborsäure H₃BO₃ ist ein planares Molekül. Im festen Zustand bilden diese Moleküle untereinander Wasserstoffbrücken aus, so dass ein zweidimensionales Blatt entsteht. Diese Blätter sind übereinander gestapelt. Der Zusammenhalt zwischen den Schichten erfolgt durch Van-der-Waals-Wechselwirkung.

• Sandwich-Gitter:

Bei Cadmiumiodid CdI₂ und Cadmiumchlorid CdCl₂ liegt eine Kationenschicht zwischen zwei Anionenschichten. Die Anziehungskräfte zwischen den Schichten sind relativ schwach. Diese Dreierlagen können auf zwei Arten übereinander gestapelt sein: ABAB... wie CdI₂, Mg(OH)₂ und PbI₂ oder ABCABC… wie CdCl₂, FeCl₂ und MgCl₂.

Siehe auch

Atomgitter, Molekülgitter, Proteingitter, Metallgitter, Kristallgitter, amorpher Zustand, Gitterstruktur, Gittersymmetrie, Gitterkonstante, Gitterstörung, Gitterenthalpie, Kubisches Gitter

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