Ελάττωμα έλλειψης μετάλλων

Τα σημειακά ελαττώματα ονομάζονται ελαττώματα μηδενικών διαστάσεων, που ονομάζονται με αυτόν τον τρόπο καθώς θεωρούνται αδιάστατες και λιγότερες μονάδες. Σημειακά ελαττώματα συμβαίνουν όταν ένα ή περισσότερα από ένα άτομα μιας ιοντικής ένωσης εγκαταλείπουν την αρχική τους θέση πλέγματος ή ένα άλλο άτομο δεσμεύεται σε αυτόν τον χώρο του κρυστάλλου. Διακρίνεται περαιτέρω σε στοιχειομετρικά και μη στοιχειομετρικά ελαττώματα. Στοιχειομετρικά ελαττώματα είναι εκείνα που δεν αλλάζουν την αναλογία που υπάρχει μεταξύ ανιόντων και κατιόντων στη δομή. Σε μη στοιχειομετρικά ελαττώματα, η αναλογία μεταξύ ανιόντων και κατιόντων μεταβάλλεται με την αφαίρεση ή την προσθήκη ιόντων σε μια ένωση. Το ελάττωμα έλλειψης μετάλλου εμπίπτει στο μη στοιχειομετρικό ελάττωμα.

Ταξινόμηση ελαττώματος σημείου:

Τα σημειακά ελαττώματα χωρίζονται σε στοιχειομετρικά και μη στοιχειομετρικά ελαττώματα τα οποία διακρίνονται περαιτέρω.

• Στοιχειομετρικό ελάττωμα 

• Ελαττώματα Schottky
• Ελαττώματα Frenkel 

•  Μη στοιχειομετρικό ελάττωμα

• Ελαττώματα περίσσειας μετάλλου
• Ελαττώματα έλλειψης μετάλλων

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε για το ελάττωμα έλλειψης μετάλλου.

Ελαττώματα μεταλλικής ανεπάρκειας

Αυτό έρχεται κάτω από το ελάττωμα μη στοιχειομετρικού σημείου. Όπως γνωρίζουμε, σε μη στοιχειομετρικά ελαττώματα, η αναλογία μεταξύ ανιόντων και κατιόντων μεταβάλλεται με την αφαίρεση ή την προσθήκη ιόντων σε μια ένωση.

Το ελάττωμα έλλειψης μετάλλου φαίνεται όταν εμφανίζονται μεταβλητά σθένη από ένα μέταλλο. Μερικά κατιόντα φεύγουν από τη θέση του πλέγματος. Όταν συμβαίνει αυτό, τα κατιόντα αυξάνουν το σθένος τους στην ένωση για να διατηρήσουν την ηλεκτρική της ουδετερότητα.

Μεταβατικά μέταλλα όπως το οξείδιο του νικελίου, το θειούχο σίδηρο και το οξείδιο του σιδήρου είναι μερικές ενώσεις που παρουσιάζουν μεταβλητά σθένη. Λόγω της ικανότητας αποδοχής υπερβολικών θετικών φορτίων, τα μέταλλα μετάπτωσης εμφανίζουν το ελάττωμα έλλειψης μετάλλου.

Τύποι ελαττώματος μετάλλου

Υπάρχουν δύο τύποι ελαττωμάτων μεταλλικής ανεπάρκειας:

• Κενές θέσεις κατιόντων
• Επιπλέον ανιόντα που καταλαμβάνουν τις παρενθετικές τοποθεσίες

Κενές θέσεις κατιόντων

Αυτό συμβαίνει όταν ένα από τα θετικά ιόντα φεύγει από μια θέση πλέγματος και το σχηματιζόμενο πρόσθετο αρνητικό φορτίο εξισορροπείται μέσω κάποιων στενών μεταλλικών ιόντων που το αναγκάζουν να δέχεται επιπλέον φορτία στη θέση του πραγματικού φορτίου. Αυτό συμβαίνει για να διατηρείται η ηλεκτρική ουδετερότητα στην ένωση. Συνήθως οι κενές θέσεις κατιόντων παρατηρούνται σε μέταλλα μετάπτωσης όπως το οξείδιο του νικελίου, ο θειούχος σίδηρος και το οξείδιο του σιδήρου. Αυτές οι ενώσεις έχουν μεταβλητά σθένη.

Το οξείδιο του σιδήρου (FeO) παρουσιάζει έλλειψη μετάλλων. Αυτή η έλλειψη μετάλλου συμβαίνει επειδή το εποικοδομητικό ιόν είναι μικρότερο σε μέγεθος από τα αρνητικά ιόντα που υπάρχουν στον κρύσταλλο. Το FeO φαίνεται να έχει μαύρους κρυστάλλους που είναι αδιαπέραστοι σε αλκοόλ, αλκάλια και νερό. Μπορεί να διαλυθεί πλήρως σε οξύ. Σε αυτό το μέταλλο, υπάρχει έλλειψη κατιόντος από τη θέση του πλέγματος.

Σε ορισμένες άλλες περιπτώσεις, τα θετικά ιόντα μπορεί να λείπουν από τη θέση του πλέγματος τους. Θετικά ιόντα θα ληφθούν από ένα από τα γειτονικά μεταλλικά ιόντα για να διατηρεί την ηλεκτρική ουδετερότητα. Η εξήγηση για τις μεταβλητές καταστάσεις οξείδωσης παρέχεται από αυτό το είδος ανεπάρκειας. Από το παραπάνω παράδειγμα, είναι εύκολο να γίνει κατανοητό ότι όλα τα σημειακά ελαττώματα επηρεάζουν τον σχηματισμό κενών θέσεων στο κρυσταλλικό πλέγμα μιας ένωσης. Περισσότερες κενές θέσεις μειώνουν την πυκνότητα της ένωσης και χρησιμεύουν ως αιτία για την κλασματική πτώση του πλέγματος.

Επιπλέον επάγγελμα ανιόντων

Κάτω από αυτό το ελάττωμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι τα πρόσθετα θετικά φορτία βρίσκονται σε ενδιάμεσες θέσεις. Το πρόσθετο αρνητικό φορτίο εξισορροπείται μέσω κάποιων στενών μεταλλικών ιόντων που το αναγκάζουν να δέχεται επιπλέον φορτίσεις στη θέση του πραγματικού φορτίου. Η ηλεκτρική ουδετερότητα της ένωσης διατηρείται με αυτόν τον τρόπο.

Όπως είπαμε και πριν, αυτό το ελάττωμα δεν είναι συνηθισμένο. Αυτό συμβαίνει επειδή κατά τη σύγκριση του μεγέθους των αρνητικών ιόντων και του μεγέθους των ενδιάμεσων θέσεων, τα αρνητικά ιόντα είναι συνήθως μεγάλα και αυτά τα αρνητικά ιόντα δεν μπορούν να τοποθετηθούν στις ενδιάμεσες θέσεις.

Όταν μιλάμε για το ελάττωμα έλλειψης μετάλλου, τότε πρέπει επίσης να δώσουμε μια σύντομη περιγραφή του ελαττώματος περίσσειας μετάλλου.

Ελαττώματα περίσσειας μετάλλου

Το ελάττωμα περίσσειας μετάλλου είναι επίσης ένα μη στοιχειομετρικό ελάττωμα. Λόγω των ανιονικών κενών, η παρουσία κατιόντων παρατηρείται στις ενδιάμεσες θέσεις. Αυτό ονομάζεται ελάττωμα περίσσειας μετάλλου.

Διαφορές μεταξύ ελαττώματος ανεπάρκειας μετάλλου και ελαττώματος περίσσειας μετάλλου

Ελάττωμα έλλειψης μετάλλων	Ελάττωμα περίσσειας μετάλλου
Ορισμός:Το ελάττωμα ανεπάρκειας μετάλλου είναι ένας τύπος μη στοιχειομετρικού ελαττώματος που προκαλείται λόγω ενός επιπλέον κατιόντος ή από ανιονική κενή θέση.	Ορισμός:Το ελάττωμα περίσσειας μετάλλου είναι ένας τύπος μη στοιχειομετρικού ελαττώματος που προκαλείται από ένα επιπλέον κενό ανιόντος ή κατιόντος.
Σχηματισμός :Λόγω ενός επιπλέον κατιόντος εντός της ενδιάμεσης θέσης και λόγω ανιονικής κενή θέσης	Σχηματισμός :Λόγω επιπλέον ανιόντος εντός της ενδιάμεσης θέσης και από κατιονική κενή θέση
Παράδειγμα:οξείδιο ψευδαργύρου, χλωριούχο κάλιο, χλωριούχο νάτριο	Παράδειγμα:Οξείδιο του νικελίου

Συμπέρασμα

Σε αυτό το άρθρο, περιγράψαμε ξεκάθαρα την έννοια του ελαττώματος μεταλλικής ανεπάρκειας. Εξηγήσαμε επίσης την ταξινόμηση των σημειακών ελαττωμάτων, μαθαίνοντας ότι χωρίζονται σε στοιχειομετρικά και μη στοιχειομετρικά ελαττώματα. Το ελάττωμα ανεπάρκειας μετάλλων εμπίπτει στο μη στοιχειομετρικό ελάττωμα, το οποίο διαιρείται περαιτέρω σε κενές θέσεις κατιόντων και επιπλέον ανιόντα που καταλαμβάνουν τις ενδιάμεσες θέσεις. Το οξείδιο του νικελίου, το θειούχο σίδηρο και το οξείδιο του σιδήρου είναι μερικές ενώσεις που παρουσιάζουν μεταβλητά σθένη και αποτελούν παραδείγματα του ελαττώματος της ανεπάρκειας μετάλλων. Συζητήθηκε επίσης η διαφορά μεταξύ του ελαττώματος έλλειψης μετάλλου και του ελαττώματος περίσσειας μετάλλου.