Differenza tra difetto di Schottky e difetto di Frenkel

Differenza principale - Difetto di Schottky vs Difetto di Frenkel

Un reticolo cristallino è la disposizione simmetrica 3D degli atomi in un cristallo. Un punto di difetto è un punto vuoto creato a causa della perdita di un atomo dal reticolo. Pertanto, il reticolo diventa irregolare e asimmetrico. Il difetto di Schottky e il difetto di Frenkel sono due tipi di difetti puntiformi che si trovano nei reticoli cristallini. La principale differenza tra il difetto di Schottky e il difetto di Frenkel è proprio questo Il difetto di Schottky riduce la densità del cristallo mentre il difetto di Frenkel non ha alcun impatto sulla densità del cristallo.

Aree chiave coperte

1. Qual è il difetto di Schottky
      - Definizione, struttura, proprietà, esempi
2. Che cos'è il difetto Frenkel
      - Definizione, struttura, proprietà, esempi
3. Qual è la differenza tra il difetto di Schottky e il difetto di Frenkel
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Cristallo, difetto di Frenkel, disordine di Frenkel, coppia di Frenkel, struttura a reticolo, punto difettoso, difetto di Schottky

Qual è il difetto di Schottky

Il difetto di Schottky è un tipo di difetto puntiforme che si verifica a causa della perdita di atomi da un reticolo cristallino in unità stechiometriche. Questo fenomeno prende il nome da Walter H. Schottky. Il difetto Schottky può verificarsi in cristalli ionici o non ionici. Nei cristalli ionici, il difetto si forma quando una unità stechiometrica di atomi lascia il reticolo. In altre parole, il difetto sorge quando un blocco elementare lascia il reticolo. Questa partenza crea una vacanza nel reticolo.

Tuttavia, la carica complessiva viene mantenuta neutrale poiché la perdita si verifica in unità stechiometriche. Le unità stechiometriche sono composte da atomi caricati opposti in rapporti uguali. Ad esempio, nel reticolo NaCl, Na⁺ cazione e Cl^- l'anione può lasciare, formando un difetto di Schottky.

Figura 1: Difetto di Schottky nel reticolo di NaCl. L'atomo di Na è mostrato in colore rosso e atomo di Cl in colore giallo.

Il difetto Schottky causa la riduzione della densità nel reticolo. Questo difetto è molto presente nei composti ionici. Quando è presente in cristalli non ionici, questo è chiamato difetto di vacanza. Il più delle volte, il difetto di Schottky si trova in reticoli con ioni di dimensioni quasi uguali. Questo tipo di difetto è comune nei reticoli come NaCl, KBr e KCl.

Che cos'è il difetto Frenkel

Il difetto di Frenkel è un tipo di difetto puntiforme che si verifica a causa della perdita di un atomo o di un piccolo ione. Questo crea un sito libero all'interno della struttura reticolare. Questo è anche chiamato Coppia Frenkel o Disturbo di Frenkel. Questi nomi sono creati in onore della prima persona per scoprire questo difetto, Yakov Frenkel. Se la specie chimica in uscita è uno ione, di solito è un catione. Questo atomo o ione occupa quindi un sito interstiziale. Un sito interstiziale è una posizione vicina al punto vacante.

Il difetto di Frenkel non ha alcun effetto sulla densità del reticolo. Questo perché gli atomi o gli ioni che si spostano occupano una posizione vicina invece di lasciare completamente il reticolo. Quindi sia la massa che il volume del reticolo rimangono invariati.

Il difetto di Frenkel si trova principalmente in composti ionici. A differenza del difetto Schottky, il difetto di Frenkel si trova in reticoli composti da atomi o ioni che presentano notevoli differenze tra le loro dimensioni. Uno o più atomi o ioni possono subire un difetto di Frenkel. Pertanto, il numero di siti interstiziali è uguale al numero di difetti presenti nel reticolo.

Figura 2: difetto di Frenkel nel reticolo AgCl. I cerchi di colore verde indicano ioni Ag + e i cerchi di colore cenere indicano Clioni.

L'esempio sopra mostra il difetto di Frenkel nel reticolo AgCl. Qui, il numero di atomi presenti nello stesso volume è lo stesso di prima del difetto. Pertanto, la densità è la stessa. Alcuni esempi di difetti di Frenkel sono AgCl, AgI, CaF₂ e ZnS.

Differenza tra difetto di Schottky e difetto di Frenkel

Definizione

Difetto di Schottky: Il difetto di Schottky è un tipo di difetto puntuale che si verifica a causa della perdita di atomi da un reticolo cristallino in unità stechiometriche.

Frenkel Difetto: Il difetto di Frenkel è un tipo di difetto puntiforme dovuto alla perdita di un atomo o di un piccolo ione.

Densità

Difetto di Schottky: Il difetto Schottky causa la riduzione della densità del reticolo.

Frenkel Difetto: Il difetto di Frankel non ha alcuna influenza sulla densità del reticolo.

Massa

Difetto di Schottky: La massa del reticolo si riduce quando si verifica un difetto di Schottky.

Frenkel Difetto: La massa rimane costante anche dopo che si è verificato il difetto di Frenkel.

Lasciando le specie

Difetto di Schottky: Gli atomi o gli ioni lasciano il reticolo, creando un difetto Schottky.

Frenkel Difetto: Gli atomi o gli ioni abbandonano la loro posizione ma rimangono all'interno del reticolo nel difetto di Frenkel.

Dimensione di ioni

Difetto di Schottky: Il difetto di Schottky si verifica in reticoli con ioni di dimensioni simili.  

Frenkel Difetto: Il difetto di Frenkel si verifica in reticoli con ioni con grandi differenze nelle loro dimensioni.

Conclusione

Sia il difetto Schottky sia il difetto Frenkel creano un punto vacante nel reticolo. Il tipo di difetto dipende principalmente dalla differenza di dimensioni tra i cationi e gli anioni nel reticolo. Inoltre, il difetto Schottky fa diminuire la densità del reticolo mentre il difetto di Frenkel non ha alcun effetto sulla densità del reticolo. Questa è la principale differenza tra il difetto di Schottky e il difetto di Frenkel.

Riferimenti:

1. "Difetto di Frenkel". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 16 luglio 2017. Web. Disponibile qui. 26 luglio 2017. 
2. "Difetti punti". LinkedIn SlideShare. 17 aprile 2015. Web. Disponibile qui. 26 luglio 2017.