Der Hauptunterschied zwischen stöchiometrischen und nichtstöchiometrischen Defekten besteht darin, dass stöchiometrische Defekte die Stöchiometrie der Verbindung nicht stören, während nichtstöchiometrische Defekte die Stöchiometrie der Verbindung stören.
Es gibt zwei Haupttypen von Defekten in Kristallstrukturen; nämlich stöchiometrische Defekte und nichtstöchiometrische Defekte. In einer stöchiometrischen Verbindung gibt ihre chemische Formel das Verhältnis zwischen den Kationen und Anionen in der Verbindung an.
Was sind stöchiometrische Defekte?
Stöchiometrische Defekte sind solche, die die Stöchiometrie einer Verbindung nicht stören. Das bedeutet, dass die stöchiometrischen Defekte das Verhältnis zwischen Kationen und Anionen, die in der Kristallstruktur vorhanden sind, nicht verändern. Es gibt verschiedene Arten von stöchiometrischen Defekten;
Interstitielle Defekte
In Kristallstrukturen gibt es normalerweise freie Zwischengitterplätze. Kleine Atome können diese Plätze in einer energetisch günstigen Konfiguration besetzen (normalerweise erhöht das Vorhandensein von Zwischengitterplätzen die Gesamtenergie des Kristalls). Daher führt das Vorhandensein von Ionen in den Zwischengitterplätzen zu Zwischengitterdefekten.
Schottky-Defekte
Schottky-Defekte entstehen, wenn Kationen und Anionen in gleicher Anzahl aus den Kristallstrukturen entfernt werden. Die elektrische Neutralität des Kristalls bleibt jedoch unverändert, da die Anzahl der aus dem Kristall entfernten Ladungen gleich ist. Diese Art von Defekten tritt in Kristallen mit Kationen und Anionen ähnlicher Größe auf.
Abbildung 01: Schottky- und Frenkel-Defekt
Frenkel-Defekte
Ein Frenkel-Defekt entsteht, wenn ein Ion des Kristallgitters eine Zwischengitterstelle der Kristallstruktur entfernt und besetzt. Die elektrische Ladung des Kristalls bleibt jedoch unverändert, da von außen keine Ionen entfernt oder hinzugefügt werden.
Was sind nichtstöchiometrische Defekte?
Nichtstöchiometrische Defekte sind Defekte in Kristallstrukturen, die die Stöchiometrie des Kristalls stören. Mit anderen Worten, nichtstöchiometrische Defekte verändern die Stöchiometrie des Kristallsystems. Wenn nichtstöchiometrische Defekte in einer Kristallstruktur vorhanden sind, wird das Verhältnis der konstituierenden Ionen der Verbindung nichtstöchiometrisch. Es gibt zwei Haupttypen von nichtstöchiometrischen Defekten;
Metallüberschussdefekt
Es gibt zwei Arten von Metallüberschussdefekten. Der erste ist der Metallüberschussdefekt aufgrund anionischer Leerstellen. Dabei entsteht der Defekt durch fehlendes Anion aus einem Gitter. Die Elektronen des Gitters bleiben jedoch unverändert. Der zweite Typ sind die Metallüberschussdefekte aufgrund des Vorhandenseins zusätzlicher Kationen in den Zwischengitterplätzen. Hier ist der Defekt beobachtbar, wenn positive Ionen die Zwischengitterplätze besetzen.
Metallmangelfehler
Auch bei diesen Defekten gibt es zwei Arten; Defekte aufgrund von Kationenleerstellen und zusätzlichen Anionen, die die Zwischengitterplätze des Gitters besetzen. Wenn einem Gitter eine positive Ladung fehlt, gleichen die nahegelegenen Kationen die zusätzliche negative Ladung aus. Diese Art von Defekten wird als Kationenleerstellendefekte bezeichnet. Wenn in der Zwischenzeit ein zusätzliches Anion die Zwischengitterplätze des Gitters besetzt, gleichen die nahegelegenen Kationen die zusätzliche negative Ladung aus. Diese Art von Defekt ist die zweite Art von Metallmangeldefekten.
Was ist der Unterschied zwischen stöchiometrischen und nichtstöchiometrischen Defekten?
Stöchiometrische vs. nichtstöchiometrische Defekte |
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| Stöchiometrische Defekte sind solche, die die Stöchiometrie einer Verbindung nicht stören. | Nichtstöchiometrische Defekte sind Defekte in Kristallstrukturen, die die Stöchiometrie des Kristalls stören. |
| Auswirkung auf die Stöchiometrie | |
| Sie haben keinen Einfluss auf die Stöchiometrie der Verbindung. | Sie verändern die Stöchiometrie der Verbindung. |
| Verschiedene Typen | |
| Es gibt mehrere Typen; wie interstitielle Defekte, Schottky-Defekte und Frenkel-Defekte. | Metallüberschussdefekte und Metallmangeldefekte sind zwei Haupttypen von mehreren |
Zusammenfassung – Stöchiometrische vs. nichtstöchiometrische Defekte
Defekte sind ungewöhnliche Punkte in Kristallstrukturen. Es gibt zwei Grundformen von Defekten, die als stöchiometrische Defekte und nichtstöchiometrische Defekte bezeichnet werden. Der Unterschied zwischen stöchiometrischen und nichtstöchiometrischen Defekten besteht darin, dass die stöchiometrischen Defekte die Stöchiometrie der Verbindung nicht stören, während nichtstöchiometrische Defekte die Stöchiometrie der Verbindung stören.
