Untersuchungen über ternäre Chalkogenide. VI. Über Ternäre Chalkogenide des Aluminiums, Galliums und Indiums mit Zink, Cadmium und Quecksilber

Es wurden die Verbindungen CdAl₂O₄, CdAl₂S₄, HgAl₂S₄, ZnAl₂Se₄, CdAl₂Se₄, HgAl₂Se₄, ZnAl₂Te₄, CdAl₂Te₄, HgAl₂Te₄, ZnGa₂S₄, CdGa₂S₄, HgGa₂S₄, ZnGa₂Se₄, CdGa₂Se₄ HgGa₂Se₄, ZnGa₂Te₄, CdGa₂Te₄, HgGa₂Te₄, ZnIn₂Se₄, CdIn₂Se₄, HgIn₂Se₄, ZnIn₂Te₄, CdIn₂Te₄ und HgIn₂Te₄ durch Umsetzungen im festen Zustande bei höheren Temperaturen dargestellt und röntgenographisch untersucht.

CdAl₂O₄ hat Spinellstruktur mit statistischer Verteilung des Cadmiums und Aluminiums auf beide Metallagen des Spinellgitters.

CdAl₂S₄, HgAl₂S₄, ZnAl₂Se₄, CdAl₂Se₄, HgAl₂Se₄, CdGa₂S₄, HgGa₂S₄, CdGa₂Se₄, HgGa₂Se₄, CdGa₂Te₄, ZnIn₂Se₄, HgIn₂Se₄, ZnIn₂Te₄, CdIn₂Te₄ und HgIn₂Te₄ kristallisieren in einer tetragonalen Struktur der Raumgruppe SI4 mit zwei Formeleinheiten in der Elementarzelle. Die Struktur leitet sich von der Chalkopyritstruktur ab, indem zwei Metallagen des Chalkopyritgitters unbesetzt bleiben.

CdIn₂Se₄ hat eine tetragonale pseudokubische Struktur der Raumgruppe DP42m mit einer Molekel in der Elementarzelle.

Bei den Verbindungen ZnGa₂S₄, ZnGa₂Se₄ und ZnGa₂Te₄ kann zwischen der Struktur der Raumgruppe S²₄ und einer sehr ähnlichen der Raumgruppe DI42m wegen des fast gleichen Streuvermögens des Zinks und Galliums nicht entschieden werden.

Für die Verbindungen ZnAl₂Te₄, CdAl₂Te₄ und HgAl₂Te₄ wird außer den Raumgruppen S²₄, D und D auch die Raumgruppe DF42 mit statistischer Verteilung beider Metalle auf die Metallagen eines tetragonal verzerrten Zinkblendegitters und für HgGa₂Te₄ Mischkristallbildung zwischen den binären Komponenten mit reiner Zinkblendestruktur diskutiert.

Sämtlichen Strukturvorschlägen ist eine nahezu kubisch dichte Packung der Chalkogenatome gemeinsam, in deren Tetraederlücken die Metallatome der jeweiligen Raumgruppe entsprechend verteilt sind. Die bevorzugte Bildung der chalkopyrit‐ bzw. zink‐blendeartigen Strukturen gegenüber der Spinellstruktur wird bei den hier untersuchten Verbindungen mit der großen Neigung der B‐Gruppenelemente zur Ausbildung von Atombindungen mit tetraedrischer Koordination gegenüber den Nichtmetallen erklärt.

Es werden einige Regeln über die jeweils bevorzugte Bildung einer der beiden Spinellstrukturen auf Grund der erhaltenen Versuchsergebnisse abgeleitet und an Hand der bisher bekannten Verbindungen mit Spinellstruktur geprüft.