Ključna razlika med stehiometričnimi in nestehiometričnimi napakami je v tem, da stehiometrične napake ne motijo stehiometrije spojine, medtem ko nestehiometrične napake motijo stehiometrijo spojine.
V kristalnih strukturah sta prisotni dve glavni vrsti napak; in sicer stehiometrične napake in nestehiometrične napake. V stehiometrični spojini njena kemijska formula označuje razmerje med kationi in anioni v spojini.
Kaj so stehiometrične napake?
Stehiometrične napake so tiste, ki ne motijo stehiometrije spojine. To pomeni, da stehiometrične napake ne spremenijo razmerja med kationi in anioni, prisotnimi v kristalni strukturi. Obstaja več različnih vrst stehiometričnih napak;
Vmesne napake
V kristalnih strukturah so običajno prosta intersticijska mesta. Majhni atomi lahko zasedejo ta mesta v konfiguraciji, ki je energijsko ugodna (običajno prisotnost intersticijskih mest poveča celotno energijo kristala). Zato prisotnost ionov na intersticijskih mestih povzroča intersticijske napake.
Schottkyjeve napake
Schottkyjevi defekti nastanejo, ko je kationov in anionov, odstranjenih iz kristalnih struktur, v enakem številu. Vendar električna nevtralnost kristala ostane nespremenjena, ker je število nabojev, odstranjenih iz kristala, enako. Ta vrsta napak se pojavi v kristalih, ki imajo katione in anione podobnih velikosti.
Slika 01: Schottkyjeva in Frenkelova napaka
Frenklove napake
Frenklova napaka nastane, ko ion kristalne mreže odstrani in zasede intersticijsko mesto kristalne strukture. Vendar pa električni naboj kristala ostane nespremenjen, ker se ioni ne odstranijo ali dodajo od zunaj.
Kaj so nestehiometrične napake?
Nestehiometrične napake so napake v kristalnih strukturah, ki motijo stehiometrijo kristala. Z drugimi besedami, nestehiometrične napake spremenijo stehiometrijo kristalnega sistema. Ko so v kristalni strukturi prisotni nestehiometrični defekti, postane razmerje sestavnih ionov spojine nestehiometrično. Obstajata dve glavni vrsti nestehiometričnih napak;
Napaka odvečne kovine
Obstajata dve vrsti napak zaradi presežka kovine. Prva je okvara presežka kovine zaradi anionskih prostih mest. V tem primeru napaka nastane zaradi manjkajočega aniona iz mreže. Vendar pa elektroni mreže ostanejo nespremenjeni. Druga vrsta so napake zaradi presežka kovine zaradi prisotnosti dodatnih kationov v intersticijskih mestih. Tukaj je napaka opazna, ko pozitivni ioni zasedejo intersticijska mesta mreže.
Napaka zaradi pomanjkanja kovin
Tudi te napake sta dveh vrst; napake zaradi kationskih prostih mest in dodatnih anionov, ki zasedajo intersticijska mesta mreže. Ko v rešetki manjka pozitivni naboj, bližnji kationi uravnotežijo dodatni negativni naboj. To vrsto napak imenujemo napake kationskih praznin. Medtem ko dodatni anion zasede intersticijska mesta mreže, bližnji kationi uravnotežijo dodatni negativni naboj. Ta vrsta napake je druga vrsta napak zaradi pomanjkanja kovine.
Kakšna je razlika med stehiometričnimi in nestehiometričnimi napakami?
Stehiometrične proti nestehiometričnim napakam |
|
| Stehiometrične napake so tiste, ki ne motijo stehiometrije spojine. | Nestehiometrične napake so napake v kristalnih strukturah, ki motijo stehiometrijo kristala. |
| Učinek na stehiometrijo | |
| Ne vplivajo na stehiometrijo spojine. | Spremenijo stehiometrijo spojine. |
| Različne vrste | |
| Obstaja več vrst; kot so intersticijski defekti, schottkyjevi defekti in Frenkelovi defekti. | Napake zaradi presežka kovine in napake zaradi pomanjkanja kovin sta dve glavni vrsti izmed več |
Povzetek – Stehiometrične proti nestehiometričnim napakam
Napake so nenavadne točke v kristalnih strukturah. Obstajata dve osnovni obliki napak, imenovani stehiometrične napake in nestehiometrične napake. Razlika med stehiometričnimi in nestehiometričnimi napakami je v tem, da stehiometrične napake ne motijo stehiometrije spojine, medtem ko nestehiometrične napake motijo stehiometrijo spojine.
