Gläser und amorphe Werkstoffe

In einem Natriumsilicatglas aus 30 mol-% Na₂O und 70 mol-% SiO₂ soll jedes Na₂O zwei nichtbrückende Sauerstoffatome erzeugen. Welcher Wert kommt der Zahl der nichtbrückenden Sauerstoffatome pro SiO₄-Tetraeder (NBO/T) am nächsten?

  1. Aca. 0,43
  2. Bca. 0,60
  3. Cca. 0,86
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Lösung: C. ca. 0,86

Aus 1 mol Na₂O entstehen 2 mol nichtbrückender Sauerstoff, also NBO/T = 2×30/70 ≈ 0,86. Im Mittel sind pro Tetraeder 0,86 Eckensauerstoffe nicht mit einem Nachbartetraeder verknüpft, und der Vernetzungsgrad des Netzwerks sinkt. Ca. 0,43 erhält man, wenn man pro Na₂O nur ein nichtbrückendes Sauerstoffatom zählt, ca. 0,60, wenn man statt durch die Zahl der Tetraeder (die Menge an SiO₂) durch die Gesamtmenge von 100 mol teilt. NBO/T = 0 bedeutet ein vollständig dreidimensionales Netzwerk wie in Quarzglas, 2 eine Struktur aus zu Ketten oder Ringen verknüpften SiO₄-Tetraedern und 4 isolierte Tetraeder. NBO/T wird beim Vergleich der Zusammensetzungen von Gläsern und Schlacken häufig als Richtwert für Eigenschaften wie die Viskosität verwendet.

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