Pagrindinis skirtumas tarp stechiometrinių ir nestechiometrinių defektų yra tas, kad stechiometriniai defektai nepažeidžia junginio stechiometrijos, o ne stechiometriniai defektai sutrikdo junginio stechiometriją.
Yra du pagrindiniai kristalų struktūrų defektų tipai; būtent stechiometriniai ir nestechiometriniai defektai. Stechiometriniame junginyje jo cheminė formulė rodo katijonų ir anijonų santykį junginyje.
Kas yra stechiometriniai defektai?
Stechiometriniai defektai yra tie, kurie nepažeidžia junginio stechiometrijos. Tai reiškia, kad stechiometriniai defektai nekeičia santykio tarp katijonų ir anijonų, esančių kristalinėje struktūroje. Yra keletas skirtingų stechiometrinių defektų tipų;
Tarpinio puslapio defektai
Kristolinėse struktūrose paprastai yra laisvų tarpinių vietų. Maži atomai gali užimti šias vietas energetiškai palankia konfigūracija (paprastai intersticinių vietų buvimas padidina bendrą kristalo energiją). Todėl jonų buvimas intersticinėse vietose sukelia intersticinius defektus.
Schottky defektai
Schottky defektai susidaro, kai iš kristalų struktūrų pašalintų katijonų ir anijonų yra vienodai. Tačiau kristalo elektrinis neutralumas išlieka nepakitęs, nes iš kristalo pašalintų krūvių skaičius yra lygus. Šio tipo defektai atsiranda kristaluose, kuriuose yra panašaus dydžio katijonų ir anijonų.
01 pav.: Schottky ir Frenkelio defektai
Frenkelio defektai
Frenkelio defektas atsiranda, kai kristalinės gardelės jonas pasišalina ir užima tarpinę kristalų struktūros vietą. Tačiau kristalo elektrinis krūvis išlieka nepakitęs, nes jonai nepašalinami ar nepridedami iš išorės.
Kas yra nestechiometriniai defektai?
Nestechiometriniai defektai yra kristalų struktūrų defektai, kurie sutrikdo kristalo stechiometriją. Kitaip tariant, nestechiometriniai defektai keičia kristalų sistemos stechiometriją. Kai kristalinėje struktūroje yra nestechiometrinių defektų, junginio jonų santykis tampa nestechiometrinis. Yra du pagrindiniai nestechiometrinių defektų tipai;
Perteklinis metalo defektas
Yra dviejų tipų metalo pertekliniai defektai. Pirmasis yra metalo pertekliaus defektas dėl anijoninių laisvų darbo vietų. Šiuo atveju defektas atsiranda dėl to, kad grotelėje trūksta anijono. Tačiau gardelės elektronai išlieka nepakitę. Antrasis tipas yra metalo pertekliaus defektai, atsirandantys dėl papildomų katijonų buvimo intersticinėse vietose. Čia defektas pastebimas, kai teigiami jonai užima gardelės intersticines vietas.
Metalo trūkumo defektas
Šie defektai taip pat yra dviejų tipų; defektai dėl laisvų katijonų ir papildomų anijonų, užimančių gardelės intersticines vietas. Kai grotelėje trūksta teigiamo krūvio, šalia esantys katijonai subalansuoja papildomą neigiamą krūvį. Šio tipo defektai vadinami katijonų vakansijos defektais. Tuo tarpu, kai papildomas anijonas užima intersticines gardelės vietas, šalia esantys katijonai subalansuoja papildomą neigiamą krūvį. Šio tipo defektai yra antrasis metalo trūkumo defektų tipas.
Kuo skiriasi stechiometriniai ir nestechiometriniai defektai?
Stechiometriniai ir nestechiometriniai defektai |
|
| Stechiometriniai defektai yra tie, kurie nepažeidžia junginio stechiometrijos. | Nestechiometriniai defektai yra kristalų struktūrų defektai, kurie sutrikdo kristalo stechiometriją. |
| Poveikis stechiometrijai | |
| Jie neturi įtakos junginio stechiometrijai. | Jie pakeičia junginio stechiometriją. |
| Įvairūs tipai | |
| Yra keletas tipų; pvz., intersticiniai defektai, Šotkio defektai ir Frenkelio defektai. | Metalo pertekliniai defektai ir metalo trūkumo defektai yra du pagrindiniai tipai iš kelių |
Santrauka – stechiometriniai ir nestechiometriniai defektai
Defektai yra neįprasti kristalų struktūrų taškai. Yra dvi pagrindinės defektų formos, vadinamos stechiometriniais defektais ir nestechiometriniais defektais. Skirtumas tarp stechiometrinių ir nestechiometrinių defektų yra tas, kad stechiometriniai defektai nepažeidžia junginio stechiometrijos, tuo tarpu nestechiometriniai defektai sutrikdo junginio stechiometriją.
