Was ist ein Tetraeder?
Tetraeder ist ein Adjektiv, das sich auf ein Objekt bezieht, das die geometrische Form eines Tetraeders hat. Ein Tetraeder ist eine dreidimensionale Form mit vier dreieckigen Flächen. Tetraedergeometrien sind bei Kohlenstoffbindungen und anderen chemischen Bindungen üblich. Das reguläre Tetraeder, in dem alle vier Flächen identisch sind, weist mehrere einzigartige Merkmale auf.
Das Tetraeder wird auch als dreieckige Pyramide bezeichnet, da Pyramiden eine vierseitige Basis haben, üblicherweise ein Quadrat. Vier Flächen bilden die Oberfläche eines festen Tetraeders. An jedem Scheitelpunkt oder Punkt treffen sich drei Kanten. Die Form hat sechs Kanten und vier Eckpunkte. Keines der Gesichter ist parallel zu einem anderen. Alle sechs Kanten sind in einem regulären Tetraeder gleich lang.
Die tetraedrische Form kann kurz mit einer breiten Basis oder hoch und schmal sein. Die Form ist in ihren kürzeren oder regelmäßigen Konfigurationen sehr stabil. Sogar hohe Tetraeder sind stabil, wenn nur Druck nach unten ausgeübt wird.
Wagenheber sind oft Tetraeder. Die drei Basisscheitelpunkte werden nicht geschaukelt, und die vertikale Kraft nach unten verteilt sich gleichmäßig auf die drei Beine. Die Beine eines Stativs zum Halten von Kunstwerken, einer Kamera oder Lichtern bilden einen Tetraeder. Ein Kegel mit einem Kreis als Grundfläche ist fast so stabil, wenn die Grundfläche auf einer ebenen Fläche ruht. Der Gateway Arch in St. Louis, Missouri, ist die extrudierte Form eines sich langsam drehenden und wölbenden Tetraeders.
Im Wesentlichen sind alle gesättigten Kohlenstoffverbindungen, dh diejenigen Verbindungen, die keine Doppel- oder Dreifachbindung enthalten, tetraedrisch geformt. Das Methanmolekül CH 4 , die einfachste dieser Verbindungen, ist ein perfektes Tetraeder mit einem Kohlenstoffatom im Zentrum und einem Wasserstoffatom an jedem Scheitelpunkt. Viele Verbindungen von Silizium, Germanium und Zinn nehmen tetraedrische Formen an.
Chemische Verbindungen bevorzugen die Tetraederform, da die an das Zentralatom gebundenen Atome im Raum weit verteilt sind. Da sie die gleiche oder eine ähnliche Polarität haben, stoßen sich die äußeren Atome gegenseitig ab. Die Bindungswinkel in Methan betragen 109,5 Grad, der größtmögliche Trennungsgrad für ein Atom mit vier Bindungen. Für drei Atome beträgt der größte Bindungswinkel 120 Grad, nicht viel mehr als für vier Atome.
Tetraedrische Formen lassen sich gut packen und können einen kubischen Raum vollständig ausfüllen, wenn jede zweite Schicht umgekehrt wird. Kugeln mit gleichen Radien, die so dicht wie möglich gepackt sind, erzeugen Hohlräume zwischen Kugeln, die reguläre Tetraeder sind. Diese Art von Beobachtungen ist wichtig für die Kristallographie und für die Aufklärung der Struktur sich regelmäßig wiederholender Feststoffe.