Nøgleforskellen mellem støkiometriske og ikke-støkiometriske defekter er, at støkiometriske defekter ikke forstyrrer forbindelsens støkiometri, hvorimod ikke-støkiometriske defekter forstyrrer forbindelsens støkiometri.
Der er to hovedtyper af defekter til stede i krystalstrukturer; nemlig støkiometriske defekter og ikke-støkiometriske defekter. I en støkiometrisk forbindelse angiver dens kemiske formel forholdet mellem kationerne og anionerne i forbindelsen.
Hvad er støkiometriske defekter?
Støkiometriske defekter er dem, der ikke forstyrrer en forbindelses støkiometri. Det betyder, at de støkiometriske defekter ikke ændrer forholdet mellem kationer og anioner til stede i krystalstrukturen. Der er flere forskellige typer af støkiometriske defekter;
Mellemliggende defekter
I krystalstrukturer er der norm alt ledige mellemliggende steder. Små atomer kan optage disse steder i en konfiguration, der er energetisk gunstig (norm alt øger tilstedeværelsen af interstitielle steder krystallens samlede energi). Derfor forårsager tilstedeværelsen af ioner i de interstitielle steder interstitielle defekter.
Schottky-defekter
Schottky-defekter dannes, når kationer og anioner, der fjernes fra krystalstrukturerne, er lige mange. Imidlertid forbliver den elektriske neutralitet af krystallen uændret, fordi antallet af ladninger, der fjernes fra krystallen, er lige store. Denne type defekter forekommer i krystaller med kationer og anioner af lignende størrelse.
Figur 01: Schottky og Frenkel-defekter
Frenkel-defekter
En Frenkel-defekt opstår, når en ion af krystalgitteret fjerner og optager et interstitielt sted i krystalstrukturen. Krystallens elektriske ladning forbliver dog uændret, fordi ingen ioner fjernes eller tilføjes udefra.
Hvad er ikke-støkiometriske defekter?
Ikke-støkiometriske defekter er defekter i krystalstrukturer, der forstyrrer krystallens støkiometri. Med andre ord ændrer ikke-støkiometriske defekter støkiometrien af krystalsystemet. Når ikke-støkiometriske defekter er til stede i en krystalstruktur, bliver forholdet mellem bestanddelene af forbindelsen ikke-støkiometrisk. Der er to hovedtyper af ikke-støkiometriske defekter;
Metaloverskydende defekt
Der er to typer overskydende metalfejl. Den første er metaloverskydende defekt på grund af anioniske ledige stillinger. I denne opstår defekten på grund af manglende anion fra et gitter. Elektronerne i gitteret forbliver dog uændrede. Den anden type er metaloverskydende defekter på grund af tilstedeværelsen af ekstra kationer i de interstitielle steder. Her er defekten observerbar, når positive ioner optager de interstitielle steder i gitteret.
metaldefekt
Disse defekter er også af to typer; defekter på grund af ledige kationer og ekstra anioner, der optager de interstitielle steder i gitteret. Når der mangler en positiv ladning fra et gitter, balancerer de nærliggende kationer den ekstra negative ladning. Denne type defekter kaldes kation ledige defekter. I mellemtiden, når en ekstra anion optager de interstitielle steder i gitteret, balancerer de nærliggende kationer den ekstra negative ladning. Denne type fejl er den anden type metalmangelfejl.
Hvad er forskellen mellem støkiometriske og ikke-støkiometriske defekter?
støkiometriske vs ikke-støkiometriske defekter |
|
| Støkiometriske defekter er dem, der ikke forstyrrer en forbindelses støkiometri. | Ikke-støkiometriske defekter er defekter i krystalstrukturer, der forstyrrer krystallens støkiometri. |
| Effekt på støkiometri | |
| De påvirker ikke forbindelsens støkiometri. | De ændrer støkiometrien af forbindelsen. |
| Forskellige typer | |
| Der er flere typer; såsom interstitielle defekter, schottky-defekter og Frenkel-defekter. | Metaloverskydende fejl og metalmangelfejl er to hovedtyper ud af de mange |
Opsummering – støkiometriske vs ikke-støkiometriske defekter
Defekter er usædvanlige punkter i krystalstrukturer. Der er to grundlæggende former for defekter navngivet som støkiometriske defekter og ikke-støkiometriske defekter. Forskellen mellem støkiometriske og ikke-støkiometriske defekter er, at de støkiometriske defekter ikke forstyrrer forbindelsens støkiometri, hvorimod ikke-støkiometriske defekter forstyrrer forbindelsens støkiometri.
