534 
ganze Modell ist natürlich nur ein winziger Aus- 
schnitt, nämlich weniger als der zehntrillionste 
Teil eines Kubikmillimeters Diamant; trotzdem 
genügt es, um die Atomanordnung eines beliebig 
großen Diamantkristalles zu kennzeichnen. Ver- 
bindet man nämlich in unserm Modell je zwei 
Atome, zwischen denen keiu weiteres Atom liegt, 
durch eine Gerade, verlängert diese und besetzt 
sie derart mit Kohlenstoffatomen, daß alle auf- 
einanderfolgenden Atome immer wieder die 
eleiche Entfernung haben wie jene beiden, so 
erhält man die Struktur eines beliebig großen 
Diamantkristalles. Wie man an .der linken, 
oberen vorderen Ecke des Modells sieht, ist jedes 
C-Atom von vier benachbarten so umstellt wie der 
Schwerpunkt eines regelmäßigen Tetraeders von. 
dessen Ecken. 
Die Fig. 2 veranschaulicht in gleichem Maß- 
stab die Atomanordnung der andern Kristallart 
des Kohlenstoffs, nämlich des Graphit. Der Ab- 
stand der Atome Nr. 1 und 2 beträgt 3,70X 
10— cm, der Winkel 1, 2, 3 ist gleich 39° 45’. Die 
Graphitstruktur geht oberhalb 3000° ©. aus der 
Diamantstruktur hervor, indem das Atomgerüst 
des Diamanten (Fig. 1) eine Dehnung parallel 
einer der vier Raumdiagonalen des Würfels von 
Fig. 1 erfährt; durch diese Dehnung werden alle 

Modell der Struktur des Rutil (TiO,, Tetrago- 
O = Ti-Atome, ® = O-Atome. 
Atom-Abstände in 50 millionenfacher 
Vergrößerung. 
Fig. 3. 
nal). 
die wirklichen 
parallel jener Diagonale liegenden Atomabstände 
um 66% vergrößert. Die Strukturen der beiden 
Kristallarten des Kohlenstoffs stehen also in sehr 
enger Beziehung zueinander; diese Verwandt- 
schaft kann man auch an den Figuren 1 und 2 
erkennen, wenn man die Diamantfigur (1) in der 
Zeichenebene soweit dreht, daß eine der vier 
Würfeldiagonalen vertikal verläuft. Da jene 
starke Längsdilatation von keiner merklichen 
Querkontraktion begleitet ist, so muß sie eine er- 
hebliche Verringerung des spezifischen Gewichtes 
3.527 des Diamanten zur Folge haben. Aus dem 
genannten Betrage dieser Dilatation berechnet 
sich die Dichte des hierbei entstehenden Graphit 
zu 2,12, was mit seinem pyknometrisch bestimmten 
spezifischen Gewicht tatsächlich sehr nahe über- 
einstimmt. 
Fig. 3 stellt die Struktur des Rutils (TiOs) 
und Fig. 4 diejenige des Anatas (TiO) dar; man 
erkennt den Strukturunterschied dieser beiden 
Kristallarten des Titandioxyds umso deutlicher 
Die Figur zeigt. 
Johnsen: Mutationsartige ‘Umwandlung von Kristallen. 
7 
vt 
: Ei Die Natur.‘ 
als auch diese heiden Figuren in gleichem MaB- 
stab gehalten sind (50 Millionen : Eins). Die 
großen hellen Kugeln bedeuten die Ti-Atome, die 
kleinen dunklen die O-Atome. In Fig. 3 (Rutil) 
bilden die 8 Titanatome Nr. 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 9 
die Ecken eines flachen Quaders von quadratischer 
Grundfliche; im Schwerpunkt dieser Anordnung 
befindet sich noch ein weiteres Titanatom, Nr. 5. 
Der Abstand 1—2 beträgt 4,52X10-® cm, die 
Distanz 2—3 nur 2,92X10=. cm. Jedes Tr 
Atom ist entsprechend der chemischen Formel 
O—=Ti—O von zwei Sauerstoffatomen so um- 
“geben, daß alle drei jn einer (horizontalen) Ge- 
raden liegen; der Abstand der beiden O-Atome 
vom zentralen Ti-Atom mißt. 1,99X107® cm, der 
Längsdurchmesser der Molekel O= Ti —O also 
3,98x108 em. 

Fig. 4. 
gonal). 
die wirklichen 
O=Ti-Atome, ®=O-Atome. Die Figur zeigt 
Atom-Abstände in 50 millionenfacher 
Vergrößerung. 
Im Anatas (Fig. 4) ist der Abstand ‘der Ti- 
Atome Nr. 1 und 2 gleich 5,27X10-® cm, derjenige 
der Ti-Atome Nr. 1 und 3 dagegen 9,87X10~* em. 
Auch hier bilden wieder 8 Titanatome die Ecken 
eines Quaders von quadratischer Basis, der 
Quader ist aber nicht flach wie beim Rutil, son- 
dern lang gestreckt; außerdem trägt jede seiner 
6 Flächen im Zentrum ein weiteres Ti-Atom, wäh- 
rend vier andre Ti-Atome im Innern jenes Ge- 
bildes liegen. Auch ist im Anatas jedes Ti-Atom 
von zwei Sauerstoffatomen so flankiert, daß alle 
drei in einer Geraden liegen, doch ist diese Ge- 
rade nicht wie beim Rutil horizontal orientiert, 
sondern vertikal. Der Abstand Ti = O. beträgt 
1,95X10-8 em. 
In beiden Kristallarten des Titandioxyds 
scheint also eine und dieselbe Molekel O = Ti=O 
mit genau oder sehr nahezu. konstanten Atom- 
abständen (2 X 10-8 cm) aufzutreten! — 
Nach einer im Jahre 1913 von G. Tammann 
aufgestellten Theorie muß, wenn zwei Kristall- 
wissenschaften 
Modell der Struktur des Anatas (TiO,, Tetra-. 

ee <2 
Oh, 
£ 
T 





