Par de defectos puntuales en materiales de enlace iónico. A fin de mantener una carga neutral se debe formar tanto una vacancia de catión como de anión.
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Defectos puntuales Las vacantes ocurren con más frecuencia en estructuras con elevados
IC (metales con empaquetamientos compactos), donde el coste energético de disminuir el índice de
Coordinación medio de los átomos restantes (de 12 a 11) es bajo. La ocupación de huecos intersticiales la encontraremos con más
Frecuencia en estructuras con IC bajos (menores
O iguales que 6), de manera que sus redes abiertas pueden acomodar
Con relativa facilidad los iones (o átomos) intersticiales. Un defecto de Schottky es una vacante en la distribución de
Iones en una estructura, que de no ser así, sería perfecta. Esto
Es, es un defecto puntual originado por la ausencia de un ión en
Su posición normal en la red. Los defectos de Schottky no afectan a la estequiometría del
Compuesto. Para asegurar el balance de cargas, en un
Compuesto de estequiometría MX, los defectos deben de
Ocurrir en parejas de manera que habrá el mismo número de
Vacantes en posiciones aniónicas y catiónicas. En sólidos donde el anión y el catión no tienen la misma carga,
Por ejemplo MX2, los defectos deben de ocurrir de manera que
Se mantenga la electroneutralidad, esto es, debe mantenerse el
Balance entre las cargas (se deben crear dos vacantes aniónicas
Por cada catión perdido). Un defecto de Frenkel es un defecto puntual en el que un ión
Se ha desplazado, ocupando una posición intersticial en la red. Cuando se forma un defecto de Frenkel, la estequiometría del
Complejo no varía. Por tanto, en un compuesto iónico (MX) es
Posible tener defectos de Frenkel que impliquen aniones (Xn-),
Cationes (Mn+) o ambos. En el AgCl, que tiene una estructura tipo NaCl, un pequeño
Número de cationes Ag+ ocupan huecos tetraédricos. De forma sencilla, podemos generalizar diciendo que
Encontraremos defectos de Frenkel con más facilidad en
Estructuras tipo blenda o wurtzita, en las que los índices de
Coordinación son relativamente bajos (menores o iguales que
6), de manera que sus estructuras abiertas pueden acomodar
Con facilidad los iones (o átomos) intersticiales. Sin embargo, los defectos de Frenkel no son exclusivos de
Estas estructuras. Ej: los defectos de Frenkel que
Aparecen en el PbF2 (estructura tipo antifluorita, con índices
De coordinación de 8 y 4) implican el desplazamiento de un
Pequeño número de iones F– de sus posiciones habituales en la
Red (huecos tetraédricos en un empaquetamiento compacto de
Iones Pb2+) a huecos octaédricos. Otro tipo de defecto puntual intrínseco es el desorden
Antiestructural, consiste en el intercambio de las posiciones
De un par de átomos o iones. Este tipo de defectos es frecuente en aleaciones metálicas,
Donde se intercambian las posiciones de átomos neutros. Ej:una aleación de cobre y oro, de composición exacta
CuAu, presenta un elevado desorden a temperatura alta, con
Una fracción importante de átomos de Cu y Au intercambiados. Los defectos antiestructurales son muy desfavorables para
Compuestos iónicos binarios, ya que se generan interacciones
Repulsivas fuertes entre iones vecinos de la misma carga. Sin embargo, en compuestos ternarios (o más
Complejas) es bastante frecuente el intercambio de especies
De carga similar entre posiciones diferentes de la red. Ej: en las espinelas se suelen intercambian con relativa
Frecuencia iones metálicos entre los huecos Oh y Td. Los defectos extrínsecos son el resultado de la presencia de
Impurezas y son también inevitables, ya que es imposible en la
Práctica obtener un cristal puro de tamaño considerable. La presencia de impurezas afecta a las
Propiedades del sólido. Por ejemplo, la presencia de impurezas de As o Bi en un cristal
De silicio modifica sus propiedades electrónicas,
Transformándolo en un semiconductor tipo N o P. Un ejemplo muy llamativo es la modificación del color del
Mineral corindón (Al2O3) cuando se introducen impurezas de
Cr3+ o Fe3+.