Η βασική διαφορά μεταξύ στοιχειομετρικών και μη στοιχειομετρικών ελαττωμάτων είναι ότι τα στοιχειομετρικά ελαττώματα δεν διαταράσσουν τη στοιχειομετρία της ένωσης ενώ τα μη στοιχειομετρικά ελαττώματα διαταράσσουν τη στοιχειομετρία της ένωσης.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ελαττωμάτων που υπάρχουν στις κρυσταλλικές δομές. συγκεκριμένα, στοιχειομετρικά ελαττώματα και μη στοιχειομετρικά ελαττώματα. Σε μια στοιχειομετρική ένωση, ο χημικός της τύπος υποδεικνύει την αναλογία μεταξύ των κατιόντων και των ανιόντων στην ένωση.
Τι είναι τα στοιχειομετρικά ελαττώματα;
Στοιχειομετρικά ελαττώματα είναι εκείνα που δεν διαταράσσουν τη στοιχειομετρία μιας ένωσης. Αυτό σημαίνει ότι τα στοιχειομετρικά ελαττώματα δεν αλλάζουν την αναλογία μεταξύ κατιόντων και ανιόντων που υπάρχουν στην κρυσταλλική δομή. Υπάρχουν διάφοροι τύποι στοιχειομετρικών ελαττωμάτων·
Διαμέσου ελαττώματα
Στις κρυσταλλικές δομές, συνήθως, υπάρχουν κενές ενδιάμεσες θέσεις. Τα μικρά άτομα μπορούν να καταλάβουν αυτές τις θέσεις σε μια ενεργειακά ευνοϊκή διαμόρφωση (Συνήθως, η παρουσία ενδιάμεσων θέσεων αυξάνει τη συνολική ενέργεια του κρυστάλλου). Επομένως, η παρουσία ιόντων στις ενδιάμεσες θέσεις προκαλεί διάμεση ελαττώματα.
Ελαττώματα Schottky
Τα ελαττώματα Schottky σχηματίζονται όταν τα κατιόντα και τα ανιόντα που αφαιρούνται από τις κρυσταλλικές δομές είναι σε ίσους αριθμούς. Ωστόσο, η ηλεκτρική ουδετερότητα του κρυστάλλου παραμένει αμετάβλητη επειδή οι αριθμοί των φορτίων που αφαιρούνται από τον κρύσταλλο είναι ίσοι. Αυτός ο τύπος ελαττωμάτων εμφανίζεται σε κρυστάλλους που έχουν κατιόντα και ανιόντα παρόμοιου μεγέθους.
Εικόνα 01: Ελαττώματα Schottky και Frenkel
Ελαττώματα Frenkel
Ένα ελάττωμα Frenkel προκύπτει όταν ένα ιόν του κρυσταλλικού πλέγματος αφαιρείται και καταλαμβάνει μια ενδιάμεση θέση της κρυσταλλικής δομής. Ωστόσο, το ηλεκτρικό φορτίο του κρυστάλλου παραμένει αμετάβλητο επειδή δεν αφαιρούνται ή προστίθενται ιόντα από έξω.
Τι είναι τα μη στοιχειομετρικά ελαττώματα;
Μη στοιχειομετρικά ελαττώματα είναι ελαττώματα σε κρυσταλλικές δομές που διαταράσσουν τη στοιχειομετρία του κρυστάλλου. Με άλλα λόγια, τα μη στοιχειομετρικά ελαττώματα αλλάζουν τη στοιχειομετρία του κρυσταλλικού συστήματος. Όταν υπάρχουν μη στοιχειομετρικά ελαττώματα σε μια κρυσταλλική δομή, η αναλογία των συστατικών ιόντων της ένωσης γίνεται μη στοιχειομετρική. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μη στοιχειομετρικών ελαττωμάτων.
Υπερβολικό ελάττωμα μετάλλου
Υπάρχουν δύο τύποι ελαττωμάτων περίσσειας μετάλλου. Το πρώτο είναι το ελάττωμα περίσσειας μετάλλου λόγω ανιονικών κενών. Σε αυτό, το ελάττωμα προκύπτει λόγω έλλειψης ανιόντος από ένα πλέγμα. Ωστόσο, τα ηλεκτρόνια του πλέγματος παραμένουν αμετάβλητα. Ο δεύτερος τύπος είναι τα ελαττώματα περίσσειας μετάλλου λόγω της παρουσίας επιπλέον κατιόντων στις ενδιάμεσες θέσεις. Εδώ, το ελάττωμα είναι παρατηρήσιμο όταν θετικά ιόντα καταλαμβάνουν τις ενδιάμεσες θέσεις του πλέγματος.
Μεταλλική ανεπάρκεια
Αυτά τα ελαττώματα είναι επίσης δύο τύπων. ελαττώματα λόγω κενών κατιόντων και επιπλέον ανιόντων που καταλαμβάνουν τις ενδιάμεσες θέσεις του πλέγματος. Όταν ένα θετικό φορτίο λείπει από ένα πλέγμα, τα κοντινά κατιόντα εξισορροπούν το επιπλέον αρνητικό φορτίο. Αυτός ο τύπος ελαττωμάτων ονομάζεται ελαττώματα κενής θέσης κατιόντων. Εν τω μεταξύ, όταν ένα επιπλέον ανιόν καταλαμβάνει τις ενδιάμεσες θέσεις του πλέγματος, τα κοντινά κατιόντα εξισορροπούν το επιπλέον αρνητικό φορτίο. Αυτός ο τύπος ελαττώματος είναι ο δεύτερος τύπος ελαττωμάτων μεταλλικής ανεπάρκειας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ στοιχειομετρικών και μη στοιχειομετρικών ελαττωμάτων;
Στοιχειομετρικά έναντι μη στοιχειομετρικών ελαττωμάτων |
|
| Στοιχειομετρικά ελαττώματα είναι εκείνα που δεν διαταράσσουν τη στοιχειομετρία μιας ένωσης. | Μη στοιχειομετρικά ελαττώματα είναι ελαττώματα σε κρυσταλλικές δομές που διαταράσσουν τη στοιχειομετρία του κρυστάλλου. |
| Επίδραση στη στοιχειομετρία | |
| Δεν επηρεάζουν τη στοιχειομετρία της ένωσης. | Αλλάζουν τη στοιχειομετρία της ένωσης. |
| Διαφορετικοί τύποι | |
| Υπάρχουν διάφοροι τύποι. όπως, διάμεση ελαττώματα, ελαττώματα Schottky και ελαττώματα Frenkel. | Τα ελαττώματα περίσσειας μετάλλων και τα ελαττώματα έλλειψης μετάλλων είναι δύο κύριοι τύποι από τους πολλούς |
Σύνοψη – Στοιχειομετρικά έναντι μη στοιχειομετρικών ελαττωμάτων
Τα ελαττώματα είναι ασυνήθιστα σημεία στις κρυσταλλικές δομές. Υπάρχουν δύο βασικές μορφές ελαττωμάτων που ονομάζονται στοιχειομετρικά ελαττώματα και μη στοιχειομετρικά ελαττώματα. Η διαφορά μεταξύ στοιχειομετρικών και μη στοιχειομετρικών ελαττωμάτων είναι ότι τα στοιχειομετρικά ελαττώματα δεν διαταράσσουν τη στοιχειομετρία της ένωσης ενώ τα μη στοιχειομετρικά ελαττώματα διαταράσσουν τη στοιχειομετρία της ένωσης.
