Reines Eisen wandelt bei 912 °C vom krz-α-Eisen (Gitterkonstante 0,2904 nm) in das kfz-γ-Eisen (Gitterkonstante 0,3647 nm) um. Welche Aussage über die Änderung des Volumens pro Atom trifft zu? Beide Gitterkonstanten sind Werte bei 912 °C.

Lösung: A. Es schrumpft um etwa 1 %

Das Volumen pro Atom ergibt sich aus dem Volumen der Elementarzelle geteilt durch die Zahl der Atome in ihr. Für krz ist es 0,2904³/2 ≈ 0,01225 nm³, für kfz 0,3647³/4 ≈ 0,01213 nm³; die Änderung beträgt also etwa −0,97 %, d. h., das Volumen schrumpft um etwa 1 %. Da die dichter gepackte kfz-Struktur entsteht, nimmt das Volumen ab; eine Ausdehnung anzunehmen, vertauscht das Vorzeichen. Eine etwa doppelte Ausdehnung ergibt sich, wenn die Volumina der Elementarzellen direkt verglichen werden (0,3647³/0,2904³ ≈ 1,98); dabei wird übersehen, dass die Elementarzelle bei krz 2 und bei kfz 4 Atome enthält. Diese Volumenänderung lässt sich bei der Messung der Wärmeausdehnung (Dilatometrie) als Umwandlungspunkt beobachten.