Kluczowa różnica między defektami stechiometrycznymi i niestechiometrycznymi polega na tym, że defekty stechiometryczne nie zaburzają stechiometrii związku, podczas gdy defekty niestechiometryczne zaburzają stechiometrię związku.
Istnieją dwa główne typy defektów w strukturach krystalicznych; mianowicie defekty stechiometryczne i defekty niestechiometryczne. W związku stechiometrycznym jego wzór chemiczny wskazuje stosunek kationów do anionów w związku.
Co to są wady stechiometryczne?
Defekty stechiometryczne to takie, które nie zakłócają stechiometrii związku. Oznacza to, że defekty stechiometryczne nie zmieniają stosunku kationów do anionów obecnych w strukturze krystalicznej. Istnieje kilka różnych typów defektów stechiometrycznych;
Wady pełnoekranowe
W strukturach krystalicznych zwykle są wolne miejsca śródmiąższowe. Małe atomy mogą zajmować te miejsca w konfiguracji, która jest energetycznie korzystna (zwykle obecność miejsc międzywęzłowych zwiększa całkowitą energię kryształu). Dlatego obecność jonów w miejscach śródmiąższowych powoduje defekty śródmiąższowe.
Defekty Schottky'ego
Defekty Schottky'ego powstają, gdy kationy i aniony usunięte ze struktur krystalicznych są w równych ilościach. Jednak neutralność elektryczna kryształu pozostaje niezmieniona, ponieważ liczby ładunków usuwanych z kryształu są równe. Ten typ defektów występuje w kryształach zawierających kationy i aniony o zbliżonej wielkości.
Rysunek 01: Wady Schottky'ego i Frenkla
Defekty Frenkla
Defekt Frenkla powstaje, gdy jon sieci krystalicznej usuwa i zajmuje miejsce śródmiąższowe w strukturze kryształu. Jednak ładunek elektryczny kryształu pozostaje niezmieniony, ponieważ żadne jony nie są usuwane ani dodawane z zewnątrz.
Co to są wady niestechiometryczne?
Defekty niestechiometryczne to defekty w strukturach krystalicznych, które zaburzają stechiometrię kryształu. Innymi słowy, defekty niestechiometryczne zmieniają stechiometrię układu krystalicznego. Gdy w strukturze krystalicznej występują defekty niestechiometryczne, stosunek jonów składowych związku staje się niestechiometryczny. Istnieją dwa główne typy defektów niestechiometrycznych;
Defekt nadmiaru metalu
Istnieją dwa rodzaje defektów nadmiaru metalu. Pierwszym z nich jest defekt nadmiaru metalu z powodu wakatów anionowych. W tym przypadku defekt powstaje z powodu braku anionu z sieci. Jednak elektrony sieci pozostają niezmienione. Drugi typ to defekty nadmiaru metalu spowodowane obecnością dodatkowych kationów w miejscach śródmiąższowych. Tutaj defekt można zaobserwować, gdy jony dodatnie zajmują śródmiąższowe miejsca sieci.
Defekt metalu
Te defekty są również dwojakiego rodzaju; defekty spowodowane wakatami kationów i dodatkowymi anionami zajmującymi miejsca śródmiąższowe sieci. Gdy w sieci brakuje dodatniego ładunku, pobliskie kationy równoważą dodatkowy ładunek ujemny. Ten rodzaj defektów nazywany jest defektami wakatu kationowego. W międzyczasie, gdy dodatkowy anion zajmuje miejsca śródmiąższowe w sieci, pobliskie kationy równoważą dodatkowy ładunek ujemny. Ten rodzaj defektu jest drugim rodzajem defektów metalowych.
Jaka jest różnica między defektami stechiometrycznymi a niestechiometrycznymi?
Defekty stechiometryczne a niestechiometryczne |
|
| Defekty stechiometryczne to takie, które nie zakłócają stechiometrii związku. | Defekty niestechiometryczne to defekty w strukturach krystalicznych, które zaburzają stechiometrię kryształu. |
| Wpływ na stechiometrię | |
| Nie wpływają na stechiometrię związku. | Zmieniają stechiometrię związku. |
| Różne typy | |
| Istnieje kilka typów; takie jak defekty śródmiąższowe, defekty Schottky'ego i defekty Frenkla. | Defekty nadmiarowe metalu i wady niedoboru metalu to dwa główne typy z kilku |
Podsumowanie – Wady stechiometryczne i niestechiometryczne
Defekty to niezwykłe punkty w strukturach krystalicznych. Istnieją dwie podstawowe formy defektów nazywane defektami stechiometrycznymi i defektami niestechiometrycznymi. Różnica między defektami stechiometrycznymi i niestechiometrycznymi polega na tym, że defekty stechiometryczne nie zaburzają stechiometrii związku, podczas gdy defekty niestechiometryczne zaburzają stechiometrię związku.
