تفاوت اصلی بین عیوب استوکیومتری و غیر استوکیومتری این است که عیوب استوکیومتری استوکیومتری ترکیب را مختل نمی کند در حالی که نقص های غیر استوکیومتری استوکیومتری ترکیب را مختل می کند.
دو نوع عیب اصلی در ساختارهای کریستالی وجود دارد. یعنی عیوب استوکیومتری و نقایص غیر استوکیومتری. در یک ترکیب استوکیومتری، فرمول شیمیایی آن نشان دهنده نسبت بین کاتیون ها و آنیون های موجود در ترکیب است.
نقص استوکیومتری چیست؟
نقص های استوکیومتری آنهایی هستند که استوکیومتری یک ترکیب را مختل نمی کنند. این بدان معناست که نقص های استوکیومتری نسبت بین کاتیون ها و آنیون های موجود در ساختار بلوری را تغییر نمی دهد. انواع مختلفی از عیوب استوکیومتری وجود دارد؛
نقص بینابینی
در ساختارهای کریستالی، معمولاً، مکان‌های بینابینی خالی وجود دارد. اتم‌های کوچک می‌توانند این مکان‌ها را در یک پیکربندی که از نظر انرژی مطلوب است اشغال کنند (معمولاً وجود مکان‌های بینابینی باعث افزایش انرژی کل کریستال می‌شود). بنابراین وجود یون ها در محل های بینابینی باعث ایجاد نقص بین بافتی می شود.
عیب های شاتکی
وقتی کاتیون ها و آنیون های حذف شده از ساختارهای کریستالی به تعداد مساوی باشند، نقص های شاتکی شکل می گیرد. با این حال، خنثی الکتریکی کریستال بدون تغییر باقی می ماند زیرا تعداد بارهای حذف شده از کریستال برابر است. این نوع نقص در کریستال‌هایی که کاتیون‌ها و آنیون‌هایی با اندازه‌های مشابه دارند رخ می‌دهد.
شکل 01: نقص شاتکی و فرنکل
نقص فرنکل
نقص فرنکل زمانی ایجاد می شود که یونی از شبکه کریستالی حذف شده و یک محل بینابینی ساختار بلوری را اشغال کند. با این حال، بار الکتریکی کریستال بدون تغییر باقی می‌ماند زیرا هیچ یونی از خارج حذف یا اضافه نمی‌شود.
نقص های غیر استوکیومتری چیست؟
نقص‌های غیر استوکیومتری نقص‌هایی در ساختارهای کریستالی هستند که استوکیومتری کریستال را مختل می‌کنند. به عبارت دیگر، نقص های غیر استوکیومتری استوکیومتری سیستم کریستالی را تغییر می دهد. هنگامی که نقص های غیر استوکیومتری در یک ساختار بلوری وجود داشته باشد، نسبت یون های تشکیل دهنده ترکیب غیر استوکیومتری می شود. دو نوع اصلی از نقص غیر استوکیومتری وجود دارد؛
عیب اضافی فلز
دو نوع عیب اضافی فلز وجود دارد. اولین مورد، نقص اضافی فلز به دلیل جای خالی آنیونی است. در این، نقص به دلیل از دست دادن آنیون از یک شبکه ایجاد می شود. با این حال، الکترون های شبکه بدون تغییر باقی می مانند. نوع دوم، عیوب اضافی فلز به دلیل وجود کاتیون های اضافی در محل های بینابینی است. در اینجا، این نقص زمانی قابل مشاهده است که یون های مثبت مکان های بین بافتی شبکه را اشغال کنند.
عیب کمبود فلز
این عیوب نیز دو نوع هستند. نقایص ناشی از جای خالی کاتیون ها و آنیون های اضافی که مکان های بین بافتی شبکه را اشغال می کنند. هنگامی که یک بار مثبت از یک شبکه وجود ندارد، کاتیون های نزدیک بار منفی اضافی را متعادل می کنند. به این نوع عیوب، عیوب خالی کاتیونی می گویند. در همین حال، هنگامی که یک آنیون اضافی محل های بینابینی شبکه را اشغال می کند، کاتیون های نزدیک بار منفی اضافی را متعادل می کنند. این نوع نقص دومین نوع عیوب کمبود فلز است.
تفاوت بین عیوب استوکیومتری و غیر استوکیومتری چیست؟
نقایص استوکیومتری در مقابل غیر استوکیومتری |
|
| نقص استوکیومتری آنهایی هستند که استوکیومتری یک ترکیب را مختل نمی کنند. | نقایص غیر استوکیومتری نقص در ساختارهای کریستالی است که استوکیومتری کریستال را مختل می کند. |
| تاثیر بر استوکیومتری | |
| آنها بر استوکیومتری ترکیب تأثیر نمی گذارند. | استوکیومتری ترکیب را تغییر می دهند. |
| انواع مختلف | |
| انواع مختلفی وجود دارد. مانند نقص بینابینی، نقص شاتکی و نقص فرنکل. | عیب های اضافی فلز و عیوب کمبود فلز دو نوع اصلی از چندینهستند. |
خلاصه - نقص استوکیومتری در مقابل غیر استوکیومتری
نقص ها نقاط غیرعادی در ساختارهای کریستالی هستند. دو شکل اساسی از عیوب وجود دارد که به عنوان نقص استوکیومتری و نقص غیر استوکیومتری نامگذاری شده است.تفاوت بین عیوب استوکیومتری و غیر استوکیومتری این است که عیوب استوکیومتری استوکیومتری ترکیب را مختل نمی کند در حالی که عیوب غیر استوکیومتری استوکیومتری ترکیب را مختل می کند.
