Zintl-Phasen

Zintl-Phasen sind intermetallische Verbindungen zwischen wenig elektronegativen Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen und mäßig elektronegativen Elementen aus der 11. bis 16. Gruppe des Periodensystems. Ihr Name wurde nach Eduard Zintls Tod von Fritz Laves zu Ehren Zintls vorgeschlagen und schnell akzeptiert.

In diesen Verbindungen wird das Elektron formal dem elektronegativeren Element zugeschrieben. Das aufgebaute Anionen-Teilgitter entspricht nach E. Busmann und Wilhelm Klemm dem einer Elementstruktur der gleichen Valenzelektronenkonfiguration. Die Zintl-Grenze bzw. -Linie kann dabei zwischen der 13. und der 14. Gruppe gezogen werden, sie trennt die salzartigen Phasen von den legierungsartigen Phasen der 11. bis 13. Gruppe.

So entspricht zum Beispiel die Struktur des Thallium-Anionenteilgitters in Natriumthallid (NaTl) dem kubisch-flächenzentrierten Gitter, wobei die Hälfte der Tetraederlücken nochmals von Tl-Atomen besetzt ist. Die Natrium-Kationen sitzen in der anderen Hälfte der Tetraederlücken sowie in den Oktaederlücken des Kristallgitters. Ein weiteres Beispiel ist Natriumsilicid (NaSi), das in Analogie zu weißem Phosphor Si₄⁴⁻-Tetraeder bildet.

Viele Zintl-Phasen sind aufgrund der teilweise kovalenten, teilweise ionischen Bindungen mit daraus resultierender relativ kleiner Bandlücke (< 1 eV) diamagnetische Halbleiter, deren Leitfähigkeit im Gegensatz zu metallischen Leitern mit steigender Temperatur ansteigt.