Klíčový rozdíl mezi stechiometrickými a nestechiometrickými defekty spočívá v tom, že stechiometrické defekty nenarušují stechiometrii sloučeniny, zatímco nestechiometrické defekty narušují stechiometrii sloučeniny.
V krystalových strukturách jsou dva hlavní typy defektů; konkrétně stechiometrické vady a nestechiometrické vady. Ve stechiometrické sloučenině její chemický vzorec udává poměr mezi kationty a anionty ve sloučenině.
Co jsou stechiometrické vady?
Stochiometrické vady jsou takové, které nenarušují stechiometrii sloučeniny. To znamená, že stechiometrické defekty nemění poměr mezi kationty a anionty přítomnými v krystalové struktuře. Existuje několik různých typů stechiometrických vad;
Intersticiální defekty
V krystalových strukturách jsou obvykle volná intersticiální místa. Malé atomy mohou obsadit tato místa v konfiguraci, která je energeticky příznivá (Obvykle přítomnost intersticiálních míst zvyšuje celkovou energii krystalu). Proto přítomnost iontů v intersticiálních místech způsobuje intersticiální defekty.
Vady Schottky
Schottkyho defekty vznikají, když jsou kationty a anionty odstraněné z krystalových struktur ve stejném počtu. Elektrická neutralita krystalu však zůstává nezměněna, protože počet nábojů odstraněných z krystalu je stejný. Tento typ defektů se vyskytuje v krystalech, které mají kationty a anionty podobné velikosti.
Obrázek 01: Vady Schottkyho a Frenkela
Frenkel Defects
Frenkelův defekt vzniká, když iont krystalové mřížky odstraní a obsadí intersticiální místo krystalové struktury. Elektrický náboj krystalu však zůstává nezměněn, protože žádné ionty nejsou odstraněny ani přidány zvenčí.
Co jsou nestechiometrické vady?
Nestochiometrické defekty jsou defekty v krystalových strukturách, které narušují stechiometrii krystalu. Jinými slovy, nestechiometrické defekty mění stechiometrii krystalového systému. Jsou-li v krystalové struktuře přítomny nestechiometrické defekty, poměr iontů tvořících sloučeninu se stává nestechiometrickým. Existují dva hlavní typy nestechiometrických vad;
nadměrná vada kovu
Existují dva typy přebytečných defektů kovu. Prvním z nich je defekt přebytku kovu v důsledku aniontových volných míst. V tomto případě defekt vzniká v důsledku chybějícího aniontu z mřížky. Elektrony mřížky však zůstávají nezměněny. Druhým typem jsou defekty přebytku kovu v důsledku přítomnosti dalších kationtů v intersticiálních místech. Zde je defekt pozorovatelný, když kladné ionty obsadí intersticiální místa mřížky.
Defekt nedostatku kovu
Tyto vady jsou také dvou typů; defekty v důsledku kationtových vakancí a extra aniontů obsazujících intersticiální místa mřížky. Když v mřížce chybí kladný náboj, okolní kationty vyrovnávají záporný náboj navíc. Tento typ defektů se nazývá defekty kationtové vakance. Mezitím, když další anion obsadí intersticiální místa v mřížce, blízké kationty vyrovnají extra negativní náboj. Tento typ defektu je druhým typem defektu nedostatku kovu.
Jaký je rozdíl mezi stechiometrickými a nestechiometrickými defekty?
Stochiometrické vs nestechiometrické vady |
|
| Stochiometrické vady jsou takové, které nenarušují stechiometrii sloučeniny. | Nestochiometrické defekty jsou defekty v krystalových strukturách, které narušují stechiometrii krystalu. |
| Vliv na stechiometrii | |
| Neovlivňují stechiometrii sloučeniny. | Změní stechiometrii sloučeniny. |
| Různé typy | |
| Existuje několik typů; jako jsou intersticiální defekty, Schottkyho defekty a Frenkelovy defekty. | Vady z nadměrného množství kovu a defekty z nedostatku kovu jsou dva hlavní typy z několika |
Shrnutí – stechiometrické vs. nestechiometrické vady
Vady jsou neobvyklé body v krystalových strukturách. Existují dvě základní formy defektů pojmenované jako stechiometrické defekty a nestechiometrické defekty. Rozdíl mezi stechiometrickými a nestechiometrickými defekty spočívá v tom, že stechiometrické defekty nenarušují stechiometrii sloučeniny, zatímco nestechiometrické defekty narušují stechiometrii sloučeniny.
