Avainero stoikiometristen ja ei-stoikiometristen vikojen välillä on se, että stoikiometriset viat eivät häiritse yhdisteen stoikiometriaa, kun taas ei-stoikiometriset viat häiritsevät yhdisteen stoikiometriaa.
Kiderakenteissa on kahta pääasiallista vikatyyppiä; nimittäin stoikiometriset viat ja ei-stoikiometriset viat. Stökiömetrisessä yhdisteessä sen kemiallinen kaava osoittaa yhdisteessä olevien kationien ja anionien välisen suhteen.
Mitä ovat stoikiometriset viat?
Stökiometriset viat ovat sellaisia, jotka eivät häiritse yhdisteen stoikiometriaa. Tämä tarkoittaa, että stoikiometriset viat eivät muuta kiderakenteessa olevien kationien ja anionien välistä suhdetta. Stökiometrisiä vikoja on useita erilaisia;
Välipuut
Kiderakenteissa on yleensä vapaita interstitiaalipaikkoja. Pienet atomit voivat miehittää nämä kohdat energeettisesti suotuisassa konfiguraatiossa (yleensä interstitiaalisten kohtien läsnäolo lisää kiteen kokonaisenergiaa). Siksi ionien läsnäolo interstitiaalisissa kohdissa aiheuttaa interstitiaalisia vikoja.
Schottky-virheet
Schottky-virheitä syntyy, kun kiderakenteista poistuneita kationeja ja anioneja on yhtä paljon. Kiteen sähköinen neutraalisuus pysyy kuitenkin muuttumattomana, koska kiteestä poistuneiden varausten määrät ovat yhtä suuret. Tämän tyyppisiä vikoja esiintyy kiteissä, joissa on samankokoisia kationeja ja anioneja.
Kuva 01: Schottkyn ja Frenkelin viat
Frenkelin viat
Frenkel-vika syntyy, kun kidehilan ioni poistuu ja ottaa kiderakenteen välikohdan. Kiteen sähkövaraus pysyy kuitenkin muuttumattomana, koska ioneja ei poisteta tai lisätä ulkopuolelta.
Mitä ovat ei-stoikiometriset viat?
Ei-stoikiometriset viat ovat kiderakenteissa olevia vikoja, jotka häiritsevät kiteen stoikiometriaa. Toisin sanoen ei-stoikiometriset viat muuttavat kidejärjestelmän stoikiometriaa. Kun kiderakenteessa on ei-stoikiometrisiä vikoja, yhdisteen ionien suhteesta tulee ei-stoikiometrinen. Ei-stoikiometrisiä vikoja on kahta päätyyppiä;
Ylimääräinen metallivirhe
Metallin ylimääräisiä vikoja on kahdenlaisia. Ensimmäinen on anionisista avoimista työpaikoista johtuva metalliylimääräinen vika. Tässä vika johtuu siitä, että hilasta puuttuu anioni. Hilan elektronit pysyvät kuitenkin muuttumattomina. Toinen tyyppi on metalliylimääräiset viat, jotka johtuvat ylimääräisten kationien läsnäolosta interstitiaalisissa kohdissa. Tässä vika on havaittavissa, kun positiiviset ionit miehittävät hilan interstitiaaliset kohdat.
Metallin puutosvirhe
Näitä vikoja on myös kahdenlaisia; viat, jotka johtuvat kationien tyhjistä paikoista ja ylimääräisistä anioneista, jotka miehittävät hilan interstitiaaliset kohdat. Kun hilasta puuttuu positiivinen varaus, lähellä olevat kationit tasapainottavat ylimääräistä negatiivista varausta. Tämän tyyppisiä vikoja kutsutaan kationivakanssivirheiksi. Sillä välin, kun ylimääräinen anioni miehittää hilan interstitiaaliset kohdat, lähellä olevat kationit tasapainottavat ylimääräistä negatiivista varausta. Tämän tyyppiset viat ovat metallin puutevirheiden toinen tyyppi.
Mitä eroa on stoikiometrisillä ja ei-stoikiometrisillä vioilla?
Stöikiometriset vs ei-stoikiometriset viat |
|
| Stökiometriset viat ovat sellaisia, jotka eivät häiritse yhdisteen stoikiometriaa. | Ei-stoikiometriset viat ovat kiderakenteissa olevia vikoja, jotka häiritsevät kiteen stoikiometriaa. |
| Vaikutus stoikiometriaan | |
| Ne eivät vaikuta yhdisteen stoikiometriaan. | Ne muuttavat yhdisteen stoikiometriaa. |
| Eri tyypit | |
| On olemassa useita tyyppejä; kuten interstitiaaliset viat, schottky-virheet ja Frenkel-virheet. | Metallin ylimääräiset viat ja metallin puutevirheet ovat kaksi päätyyppiä useista |
Yhteenveto – stoikiometriset vs ei-stoikiometriset viat
Viat ovat epätavallisia kohtia kiderakenteissa. Vikoja on kaksi perusmuotoa, joita kutsutaan stoikiometrisiksi vikoiksi ja ei-stoikiometrisiksi virheiksi. Ero stoikiometristen ja ei-stoikiometristen vikojen välillä on se, että stoikiometriset viat eivät häiritse yhdisteen stoikiometriaa, kun taas ei-stoikiometriset viat häiritsevät yhdisteen stoikiometriaa.
