Kľúčový rozdiel medzi stechiometrickými a nestechiometrickými defektmi je v tom, že stechiometrické defekty nenarúšajú stechiometriu zlúčeniny, zatiaľ čo nestechiometrické defekty narúšajú stechiometriu zlúčeniny.
V kryštálových štruktúrach existujú dva hlavné typy defektov; menovite stechiometrické defekty a nestechiometrické defekty. V stechiometrickej zlúčenine jej chemický vzorec udáva pomer medzi katiónmi a aniónmi v zlúčenine.
Čo sú stechiometrické chyby?
Stoichiometrické defekty sú tie, ktoré nenarúšajú stechiometriu zlúčeniny. To znamená, že stechiometrické defekty nemenia pomer medzi katiónmi a aniónmi prítomnými v kryštálovej štruktúre. Existuje niekoľko rôznych typov stechiometrických defektov;
Intersticiálne defekty
V kryštálových štruktúrach sú zvyčajne voľné intersticiálne miesta. Malé atómy môžu obsadiť tieto miesta v konfigurácii, ktorá je energeticky priaznivá (Obvykle prítomnosť intersticiálnych miest zvyšuje celkovú energiu kryštálu). Preto prítomnosť iónov v intersticiálnych miestach spôsobuje intersticiálne defekty.
Schottkyho defekty
Schottkyho defekty vznikajú, keď sú katióny a anióny odstránené z kryštálových štruktúr v rovnakom počte. Elektrická neutralita kryštálu však zostáva nezmenená, pretože počet nábojov odstránených z kryštálu je rovnaký. Tento typ defektov sa vyskytuje v kryštáloch, ktoré majú katióny a anióny podobnej veľkosti.
Obrázok 01: Schottkyho a Frenkelove defekty
Frenkel Defects
Frenkelov defekt vzniká, keď ión z kryštálovej mriežky odstráni a obsadí intersticiálne miesto kryštálovej štruktúry. Elektrický náboj kryštálu však zostáva nezmenený, pretože zvonku sa neodstraňujú ani nepridávajú žiadne ióny.
Čo sú nestechiometrické chyby?
Nestochiometrické defekty sú defekty v kryštálových štruktúrach, ktoré narúšajú stechiometriu kryštálu. Inými slovami, nestechiometrické defekty menia stechiometriu kryštálového systému. Keď sú v kryštálovej štruktúre prítomné nestechiometrické defekty, pomer jednotlivých iónov zlúčeniny sa stáva nestechiometrickým. Existujú dva hlavné typy nestechiometrických defektov;
Nadmerná chyba kovu
Existujú dva typy nadmerných defektov kovu. Prvým je defekt prebytku kovu v dôsledku aniónových voľných miest. V tomto prípade defekt vzniká v dôsledku chýbajúceho aniónu z mriežky. Elektróny mriežky však zostávajú nezmenené. Druhým typom sú defekty prebytku kovu v dôsledku prítomnosti extra katiónov v intersticiálnych miestach. Tu je defekt pozorovateľný, keď kladné ióny obsadzujú intersticiálne miesta mriežky.
Defekt nedostatku kovu
Tieto chyby sú tiež dvoch typov; defekty spôsobené katiónovými vakanciami a extra aniónmi, ktoré zaberajú intersticiálne miesta mriežky. Keď v mriežke chýba kladný náboj, blízke katióny vyvažujú extra záporný náboj. Tento typ defektov sa nazýva defekty katiónovej vakancie. Medzitým, keď ďalší anión obsadí intersticiálne miesta mriežky, blízke katióny vyrovnajú extra negatívny náboj. Tento typ defektu je druhým typom defektu nedostatku kovu.
Aký je rozdiel medzi stechiometrickými a nestechiometrickými chybami?
Stoichiometrické vs nestechiometrické chyby |
|
| Stochiometrické chyby sú tie, ktoré nenarúšajú stechiometriu zlúčeniny. | Nestochiometrické defekty sú defekty v kryštálových štruktúrach, ktoré narúšajú stechiometriu kryštálu. |
| Účinok na stechiometriu | |
| Neovplyvňujú stechiometriu zlúčeniny. | Menia stechiometriu zlúčeniny. |
| Rôzne typy | |
| Existuje niekoľko typov; ako sú intersticiálne defekty, Schottkyho defekty a Frenkelove defekty. | Prebytočné chyby kovu a defekty nedostatku kovu sú dva hlavné typy z niekoľkých |
Zhrnutie – Stechiometrické vs. nestechiometrické chyby
Poruchy sú neobvyklé body v kryštálových štruktúrach. Existujú dve základné formy defektov, ktoré sa nazývajú stechiometrické defekty a nestechiometrické defekty. Rozdiel medzi stechiometrickými a nestechiometrickými defektmi je v tom, že stechiometrické defekty nenarúšajú stechiometriu zlúčeniny, zatiaľ čo nestechiometrické defekty narúšajú stechiometriu zlúčeniny.
