Chemie für Quereinsteiger/ 3.2 Räumlich ungerichtete Bindekraft (Grenztyp)

3.2 Räumlich ungerichtete Bindekraft (Grenztyp)

Es ist allgemein bekannt, wie vielseitig man mit Ziegelsteinen bauen kann - nur der Ziegelstein selbst besitzt aber keine nennenswerte Bindekraft! Aufgeschichtete Ziegelsteine werden von der Schwerkraft der Erde zusammengehalten. Mörtel oder Zement dienen lediglich als "Kleber". Wenn aber ein Baustein selbst eine Bindekraft besitzt, dann ist die Frage, von welchem Teil des Bausteins diese Bindekraft ausgeht und wie diese Kraft in den Raum hinauswirkt.

Der einfachste Fall liegt vor, wenn um einen kugeligen Baustein die Bindekraft völlig gleichmäßig um die Kugel herum verteilt ist, wenn jeder kleinste Teil der Oberfläche senkrecht in dem Raum hinaus die gleichen Kraftwirkungen besitzt. Ein anschauliches Modell eines solchen Teilchens stellt die Erde dar. Wir können auf der ganzen Oberfläche spazieren gehen oder mit dem Schiff fahren, überall werden wir von der Erde senkrecht zur Oberfläche mit gleicher Gravitationskraft angezogen. Jeder Körper, ein Flugzeug oder ein Satellit, kann auf jedem Punkt der Erdoberfläche von außen angeknüpft und gebunden werden.'

Eine Schwierigkeit ergibt sich nun, wenn man diesen Sachverhalt zeichnerisch darstellen will, um über die räumliche Verteilung der Bindekraft der Kugel zu informieren. Sehen oder sichtbar machen kann man die Bindekraft nicht, lediglich ihre Wirkungen lassen sich feststellen. Von dieser Wirkung wiederum ist meßbar, daß sie

1. völlig gleichmäßig um die Kugel verteilt ist, und daß sie

2. mit der Entfernung abnimmt.

Wir zeichnen deshalb ein "Etwas" gleichmäßig um eine projizierte Kugel, einen Kreis, wobei das "Etwas" nach außen abnimmt. Das kann etwa aussehen wie in Abbildung 3.1. Da die gesamte Bindekraft dieses Teilchens den umgebenden Raum gleichmäßig erfüllt und keine räumliche Richtung bevorzugt wird, nennen wir diese Art der Kraftverteilung um ein Teilchen "räumlich nicht in eine spezielle Richtung gerichtet" oder etwas kürzer: "räumlich ungerichtet".

Abb. 3.1: Modellzeichnungen für Teilchen mit räumlich ungerichteten Bindekräften

Solch ein Teilchen mit räumlich ungerichteter Bindefähigkeit betätigt seine Kraftwirkungen nach allen Seiten hin. Wenn man zwei derartige Teilchen koppelt, dann sagen wir, sie sind an den Berührungsstellen gebunden. Die gesamte weitere Bindekraft um das Teilchen steht aber nach wie vor für Bindezwecke zur Verfügung. In der Phantasie könnte man sich vorstellen, daß sich der Mond langsam an die Erdoberfläche angekoppelt hat. An anderen Plätzen der Oberfläche könnte die Erde dann noch viele weitere Monde ankoppeln es wäre lediglich eine Frage des Platzes, der Geometrie. Die Fragestellung kann man mit Tischtennisbällen, Papier- oder Holzkugeln veranschaulichen. Setzen wir voraus, daß die Kugeln, die wir räumlich ungerichtet verbinden wollen, alle gleich groß sind, dann kann man in der Ebene eine Kugel mit sechs anderen Kugeln verknüpfen (siehe Abb. 3.1). Jede Anliegerkugel ist dabei noch mit den Nachbarn verbunden, sie besitzt immer noch Platz, um in der Ebene weitere drei Kugeln anzukoppeln.