La differenza fondamentale tra difetti stechiometrici e non stechiometrici è che i difetti stechiometrici non disturbano la stechiometria del composto mentre i difetti non stechiometrici disturbano la stechiometria del composto.
Ci sono due tipi principali di difetti presenti nelle strutture cristalline; vale a dire, difetti stechiometrici e difetti non stechiometrici. In un composto stechiometrico, la sua formula chimica indica il rapporto tra i cationi e gli anioni nel composto.
Cosa sono i difetti stechiometrici?
I difetti stechiometrici sono quelli che non disturbano la stechiometria di un composto. Ciò significa che i difetti stechiometrici non modificano il rapporto tra cationi e anioni presenti nella struttura cristallina. Esistono diversi tipi di difetti stechiometrici;
Difetti interstiziali
Nelle strutture cristalline, di solito, ci sono siti interstiziali vuoti. Piccoli atomi possono occupare questi siti in una configurazione energeticamente favorevole (di solito la presenza di siti interstiziali aumenta l'energia totale del cristallo). Pertanto, la presenza di ioni nei siti interstiziali provoca difetti interstiziali.
Difetti Schottky
I difetti di Schottky si formano quando i cationi e gli anioni rimossi dalle strutture cristalline sono in numero uguale. Tuttavia, la neutralità elettrica del cristallo rimane invariata perché il numero di cariche rimosse dal cristallo è uguale. Questo tipo di difetti si verifica nei cristalli aventi cationi e anioni di dimensioni simili.
Figura 01: Difetti di Schottky e Frenkel
Difetti Frenkel
Un difetto di Frenkel si verifica quando uno ione del reticolo cristallino rimuove e occupa un sito interstiziale della struttura cristallina. Tuttavia, la carica elettrica del cristallo rimane invariata perché nessuno ione viene rimosso o aggiunto dall'esterno.
Cosa sono i difetti non stechiometrici?
I difetti non stechiometrici sono difetti nelle strutture cristalline che disturbano la stechiometria del cristallo. In altre parole, i difetti non stechiometrici modificano la stechiometria del sistema cristallino. Quando sono presenti difetti non stechiometrici in una struttura cristallina, il rapporto tra gli ioni costituenti del composto diventa non stechiometrico. Esistono due tipi principali di difetti non stechiometrici;
Difetto di metallo in eccesso
Ci sono due tipi di difetti in eccesso di metallo. Il primo è il difetto di eccesso di metallo dovuto alle vacanze anioniche. In questo, il difetto deriva dalla mancanza di anione da un reticolo. Tuttavia, gli elettroni del reticolo rimangono invariati. Il secondo tipo sono i difetti in eccesso di metallo dovuti alla presenza di cationi extra nei siti interstiziali. Qui, il difetto è osservabile quando gli ioni positivi occupano i siti interstiziali del reticolo.
Difetto da carenza di metallo
Anche questi difetti sono di due tipi; difetti dovuti a vacanze di cationi e anioni extra che occupano i siti interstiziali del reticolo. Quando manca una carica positiva da un reticolo, i cationi vicini bilanciano la carica negativa aggiuntiva. Questo tipo di difetti è chiamato difetti di vacanza di cationi. Nel frattempo, quando un anione in più occupa i siti interstiziali del reticolo, i cationi vicini bilanciano la carica negativa extra. Questo tipo di difetto è il secondo tipo di difetti da carenza di metalli.
Qual è la differenza tra difetti stechiometrici e non stechiometrici?
Difetti stechiometrici vs non stechiometrici |
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| I difetti stechiometrici sono quelli che non disturbano la stechiometria di un composto. | I difetti non stechiometrici sono difetti nelle strutture cristalline che disturbano la stechiometria del cristallo. |
| Effetto sulla stechiometria | |
| Non influiscono sulla stechiometria del composto. | Cambiano la stechiometria del composto. |
| Tipi diversi | |
| Ci sono diversi tipi; come difetti interstiziali, difetti schottky e difetti di Frenkel. | Difetti da eccesso di metallo e difetti da carenza di metallo sono due tipi principali tra i tanti |
Riepilogo – Difetti stechiometrici vs non stechiometrici
I difetti sono punti insoliti nelle strutture cristalline. Esistono due forme fondamentali di difetti denominate difetti stechiometrici e difetti non stechiometrici. La differenza tra difetti stechiometrici e non stechiometrici è che i difetti stechiometrici non disturbano la stechiometria del composto mentre i difetti non stechiometrici disturbano la stechiometria del composto.
