Verschil tussen Schottky-defect en Frenkel-defect

Belangrijkste verschil - Schottky-defect versus Frenkel-defect

Een kristalrooster is de symmetrische 3D-opstelling van atomen in een kristal. Een puntdefect is een leeg punt dat is ontstaan ​​door het verlies van een atoom uit het rooster. Daarom wordt het rooster onregelmatig en asymmetrisch. Schottky-defect en Frenkel-defect zijn twee soorten puntdefecten die worden aangetroffen in kristalroosters. Het belangrijkste verschil tussen Schottky-defect en Frenkel-defect is dat Schottky-defect vermindert de dichtheid van het kristal, terwijl Frenkel-defect geen invloed heeft op de dichtheid van het kristal.

Key Areas Covered

1. Wat is Schottky Defect
      - Definitie, structuur, eigenschappen, voorbeelden
2. Wat is Frenkel Defect
      - Definitie, structuur, eigenschappen, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen Schottky Defect en Frenkel Defect
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Crystal, Frenkel Defect, Frenkel Disorder, Frenkel Pair, Lattice Structure, Point Defect, Schottky Defect

Wat is Schottky Defect

Schottky-defect is een type puntdefect dat optreedt als gevolg van het verlies van atomen uit een kristalrooster in stoichiometrische eenheden. Dit fenomeen is vernoemd naar Walter H. Schottky. Het Schottky-defect kan optreden in ionische of niet-ionische kristallen. In ionische kristallen wordt het defect gevormd wanneer een stoichiometrische eenheid van atomen het rooster verlaat. Met andere woorden, het defect ontstaat wanneer een bouwsteen het rooster verlaat. Dit verlaten creëert een vacature in het rooster.

De algehele lading wordt echter neutraal gehouden omdat het verlies optreedt in stoichiometrische eenheden. De stoichiometrische eenheden zijn samengesteld uit tegengesteld geladen atomen in gelijke verhoudingen. Bijvoorbeeld in NaCl-rooster, Na⁺ kation en Cl^- anion kan weggaan, waardoor Schottky-defect ontstaat.

Figuur 1: Schottky-defect in NaCl-rooster. Het Na-atoom wordt in rode kleur en Cl-atoom in gele kleur weergegeven.

Het Schottky-defect veroorzaakt de vermindering van de dichtheid in het rooster. Dit defect wordt in sterke mate aangetroffen in ionische verbindingen. Wanneer het aanwezig is in niet-ionische kristallen, wordt dit een leegheidsdefect genoemd. Meestal wordt het Schottky-defect aangetroffen in roosters met ionen met vrijwel gelijke afmetingen. Dit type defect is gebruikelijk in roosters zoals NaCl, KBr en KCl.

Wat is Frenkel Defect

Frenkel-defect is een type puntdefect dat optreedt als gevolg van het verlies van één atoom of een klein ion. Dit creëert een lege site binnen de roosterstructuur. Dit wordt ook wel genoemd Frenkel-paar of Frenkel-stoornis. Deze namen zijn gemaakt ter ere van de eerste persoon om dit defect te ontdekken, Yakov Frenkel. Als de uittredende chemische stof een ion is, is het meestal een kation. Dit atoom of ion neemt dan een interstitiële plaats in. Een interstitial-site is een locatie in de buurt van het lege punt.

Frenkel-defect heeft geen effect op de dichtheid van het rooster. Dit komt omdat de verlatende atomen of ionen een nabijgelegen positie innemen in plaats van het rooster volledig te verlaten. Dan blijven zowel de massa als het volume van het rooster ongewijzigd.

Het Frenkel-defect wordt meestal gevonden in ionische verbindingen. In tegenstelling tot Schottky-defect, wordt het Frenkel-defect aangetroffen in roosters die zijn samengesteld uit atomen of ionen met aanzienlijke verschillen tussen hun afmetingen. Een of meer atomen of ionen kunnen een Frenkel-defect vertonen. Daarom is het aantal interstitiële sites gelijk aan het aantal defecten in het rooster.

Figuur 2: Frenkel-defect in AgCl-rooster. De groene kleurcirkels duiden Ag + -ionen aan en askleurcirkels duiden Cl-ionen aan.

Het bovenstaande voorbeeld toont het Frenkel-defect in het AgCl-rooster. Hier is het aantal atomen in hetzelfde volume hetzelfde als vóór het defect. Daarom is de dichtheid hetzelfde. Enkele voorbeelden voor Frenkel-defect zijn AgCl, AgI, CaF₂ en ZnS.

Verschil tussen Schottky-defect en Frenkel-defect

Definitie

Schottky-defect: Schottky-defect is een type puntdefect dat optreedt als gevolg van verlies van atomen uit een kristalrooster in stoichiometrische eenheden.

Frenkel-defect: Frenkel-defect is een type puntdefect dat optreedt als gevolg van het verlies van één atoom of een klein ion.

Dichtheid

Schottky-defect: Schottky-defect zorgt ervoor dat de dichtheid van het rooster wordt verminderd.

Frenkel-defect: Het Frankel-defect heeft geen invloed op de dichtheid van het rooster.

Massa

Schottky-defect: De massa van het rooster wordt verminderd wanneer een Schottky-defect optreedt.

Frenkel-defect: De massa blijft constant, zelfs nadat het Frenkel-defect is opgetreden.

Soorten verlaten

Schottky-defect: Atomen of ionen verlaten het rooster en creëren een Schottky-defect.

Frenkel-defect: Atomen of ionen verlaten hun positie maar blijven binnen het rooster in Frenkel-defect.

Grootte van Ionen

Schottky-defect: Schottky-defect treedt op in roosters met ionen in vergelijkbare grootte.  

Frenkel-defect: Frenkel-defect treedt op in roosters met ionen met grote verschillen in hun afmetingen.

Conclusie

Zowel Schottky-defect als Frenkel-defect creëren een vrij punt in het rooster. Het type defect is voornamelijk afhankelijk van het verschil in grootte tussen de kationen en anionen in het rooster. Verder veroorzaakt het Schottky-defect dat de roosterdichtheid wordt verlaagd terwijl het Frenkel-defect geen effect heeft op de dichtheid van het rooster. Dit is het belangrijkste verschil tussen Schottky-defect en Frenkel-defect.

Referenties:

1. "Frenkel-defect." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 16 juli 2017. Web. Beschikbaar Hier. 26 juli 2017. 
2. "Puntdefecten." LinkedIn SlideShare. N.p., 17 april 2015. Web. Beschikbaar Hier. 26 juli 2017.