Het belangrijkste verschil tussen stoichiometrische en niet-stoichiometrische defecten is dat stoichiometrische defecten de stoichiometrie van de verbinding niet verstoren, terwijl niet-stoichiometrische defecten de stoichiometrie van de verbinding verstoren.
Er zijn twee hoofdtypen defecten in kristalstructuren; namelijk stoichiometrische defecten en niet-stoichiometrische defecten. In een stoichiometrische verbinding geeft de chemische formule de verhouding aan tussen de kationen en anionen in de verbinding.
Wat zijn stoichiometrische defecten?
Stoichiometrische defecten zijn defecten die de stoichiometrie van een verbinding niet verstoren. Dat betekent dat de stoichiometrische defecten de verhouding tussen kationen en anionen in de kristalstructuur niet veranderen. Er zijn verschillende soorten stoichiometrische defecten;
Interstitiële defecten
In kristalstructuren zijn er meestal lege interstitiële plaatsen. Kleine atomen kunnen deze plaatsen innemen in een configuratie die energetisch gunstig is (meestal verhoogt de aanwezigheid van interstitiële plaatsen de totale energie van het kristal). Daarom veroorzaakt de aanwezigheid van ionen in de interstitiële plaatsen interstitiële defecten.
Schottky-defecten
Schottky-defecten ontstaan wanneer de kationen en anionen die uit de kristalstructuren worden verwijderd in gelijke aantallen zijn. De elektrische neutraliteit van het kristal blijft echter onveranderd omdat het aantal ladingen dat uit het kristal wordt verwijderd gelijk is. Dit type defect komt voor in kristallen met kationen en anionen van vergelijkbare grootte.
Figuur 01: Schottky- en Frenkel-defecten
Frenkel-defecten
Een Frenkel-defect ontstaat wanneer een ion van het kristalrooster een interstitiële plaats van de kristalstructuur verwijdert en inneemt. De elektrische lading van het kristal blijft echter onveranderd omdat er geen ionen van buitenaf worden verwijderd of toegevoegd.
Wat zijn niet-stoichiometrische defecten?
Niet-toechiometrische defecten zijn defecten in kristalstructuren die de stoichiometrie van het kristal verstoren. Met andere woorden, niet-stoichiometrische defecten veranderen de stoichiometrie van het kristalsysteem. Wanneer niet-stoichiometrische defecten aanwezig zijn in een kristalstructuur, wordt de verhouding van de samenstellende ionen van de verbinding niet-stoichiometrische. Er zijn twee hoofdtypen niet-stoichiometrische defecten;
Overtollig metaaldefect
Er zijn twee soorten metaalovermatige defecten. De eerste is het metaaloverschot als gevolg van anionische vacatures. Hierin ontstaat het defect als gevolg van ontbrekend anion uit een rooster. De elektronen van het rooster blijven echter ongewijzigd. Het tweede type is de metaalovermaat defecten als gevolg van de aanwezigheid van extra kationen in de interstitiële plaatsen. Hier is het defect waarneembaar wanneer positieve ionen de interstitiële plaatsen van het rooster bezetten.
Metaalgebreksdefect
Deze defecten zijn ook van twee soorten; defecten als gevolg van kationvacatures en extra anionen die de interstitiële plaatsen van het rooster bezetten. Wanneer een positieve lading in een rooster ontbreekt, compenseren de nabijgelegen kationen de extra negatieve lading. Dit type defecten wordt kation-vacature-defecten genoemd. Ondertussen, wanneer een extra anion de interstitiële plaatsen van het rooster inneemt, compenseren de nabijgelegen kationen de extra negatieve lading. Dit type defect is het tweede type metaaldeficiëntie.
Wat is het verschil tussen stoichiometrische en niet-stoichiometrische defecten?
Stoichiometrische versus niet-stoichiometrische defecten |
|
| Stoichiometrische defecten zijn defecten die de stoichiometrie van een verbinding niet verstoren. | Niet-toechiometrische defecten zijn defecten in kristalstructuren die de stoichiometrie van het kristal verstoren. |
| Effect op stoichiometrie | |
| Ze hebben geen invloed op de stoichiometrie van de verbinding. | Ze veranderen de stoichiometrie van de verbinding. |
| Verschillende soorten | |
| Er zijn verschillende soorten; zoals interstitiële defecten, schottky-defecten en Frenkel-defecten. | Metaaloverschotgebreken en metaalgebreksdefecten zijn twee hoofdtypen van de verschillende |
Samenvatting – Stoichiometrische versus niet-stoichiometrische defecten
Defecten zijn ongebruikelijke punten in kristalstructuren. Er zijn twee basisvormen van defecten die stoichiometrische defecten en niet-stoichiometrische defecten worden genoemd. Het verschil tussen stoichiometrische en niet-stoichiometrische defecten is dat de stoichiometrische defecten de stoichiometrie van de verbinding niet verstoren, terwijl niet-stoichiometrische defecten de stoichiometrie van de verbinding verstoren.
