ההבדל העיקרי בין פגמים סטוכיומטריים ולא סטוכיומטריים הוא שפגמים סטוכיומטריים אינם מפריעים לסטוכיומטריה של התרכובת ואילו פגמים לא סטוכיומטריים מפריעים לסטוכיומטריה של התרכובת.
קיימים שני סוגים עיקריים של פגמים במבני גביש; כלומר, פגמים סטוכיומטריים ופגמים לא סטוכיומטריים. בתרכובת סטוכיומטרית, הנוסחה הכימית שלה מציינת את היחס בין הקטיונים והאניונים בתרכובת.
מהם פגמים סטוכיומטריים?
פגמים סטוכיומטריים הם כאלה שאינם מפריעים לסטוכיומטריה של תרכובת. כלומר, הפגמים הסטוכיומטריים אינם משנים את היחס בין קטיונים לאניונים הנמצאים במבנה הגביש. ישנם מספר סוגים שונים של פגמים סטוכיומטריים;
פגמים ביניים
במבני גביש, בדרך כלל, יש אתרי ביניים פנויים. אטומים קטנים יכולים לכבוש אתרים אלה בתצורה חיובית מבחינה אנרגטית (בדרך כלל, נוכחותם של אתרים ביניים מגדילה את האנרגיה הכוללת של הגביש). לכן, נוכחות של יונים באתרי הביניים גורמת לפגמים ביניים.
Schottky Defects
פגמי שוטקי נוצרים כאשר הקטיונים והאניונים שהוסרו ממבני הגביש הם במספרים שווים. עם זאת, הנייטרליות החשמלית של הגביש נשארת ללא שינוי מכיוון שמספר המטענים שהוסרו מהגביש שווים. סוג זה של פגמים מתרחש בגבישים בעלי קטיונים ואניונים בגדלים דומים.
איור 01: פגמי שוטקי ופרנקל
פרנקל פגמים
פגם פרנקל מתעורר כאשר יון של סריג הגביש מסיר ותופס אתר ביניים של מבנה הגביש. עם זאת, המטען החשמלי של הגביש נשאר ללא שינוי מכיוון שלא מוסרים או מוסיפים יונים מבחוץ.
מהם פגמים לא סטואיכיומטריים?
פגמים לא סטוכיומטריים הם פגמים במבני גביש המפריעים לסטוכיומטריה של הגביש. במילים אחרות, פגמים לא סטוכיומטריים משנים את הסטוכיומטריה של מערכת הגבישים. כאשר קיימים פגמים לא סטוכיומטריים במבנה גבישי, היחס בין היונים המרכיבים את התרכובת הופך ללא סטוכיומטרי. ישנם שני סוגים עיקריים של פגמים לא סטוכיומטריים;
פגם עודף מתכת
ישנם שני סוגים של פגמי מתכת עודפים. הראשון הוא פגם המתכת העודף עקב מקומות פנויים אנוניים. בכך נוצר הפגם עקב חסר אניון מסורג. עם זאת, האלקטרונים של הסריג נשארים ללא שינוי. הסוג השני הוא פגמי המתכת העודפים עקב נוכחותם של קטיונים נוספים באתרי הביניים. כאן, הפגם ניתן לצפייה כאשר יונים חיוביים תופסים את האתרים הביניים של הסריג.
פגם מתכת
פגמים אלה הם גם משני סוגים; פגמים הנובעים ממקומות פנויים של קטונים ואניונים נוספים התופסים את האתרים הביניים של הסריג. כאשר חסר מטען חיובי בסריג, הקטיונים הסמוכים מאזנים את המטען השלילי הנוסף. סוג זה של ליקויים נקרא פגמי קטיונים פנויים. בינתיים, כאשר אניון נוסף תופס את האתרים הביניים של הסריג, הקטיונים הסמוכים מאזנים את המטען השלילי הנוסף. סוג זה של ליקוי הוא הסוג השני של פגמי חוסר מתכת.
מה ההבדל בין פגמים סטוכיומטריים ולא-סטואכיומטריים?
פגמים סטוכיומטריים לעומת לא סטוכיומטריים |
|
| פגמים סטוכיומטריים הם כאלה שאינם מפריעים לסטוכיומטריה של תרכובת. | פגמים לא סטוכיומטריים הם פגמים במבני גביש המפריעים לסטוכיומטריה של הגביש. |
| השפעה על סטואכיומטריה | |
| הם אינם משפיעים על הסטוכיומטריה של המתחם. | הם משנים את הסטוכיומטריה של המתחם. |
| סוגים שונים | |
| יש כמה סוגים; כגון, פגמים ביניים, פגמי schottky ופגמי פרנקל. | פגמי מתכת עודף ופגמי מתכת הם שני סוגים עיקריים מתוך מספר |
סיכום – פגמים סטוכיומטריים לעומת לא סטוכיומטריים
פגמים הם נקודות חריגות במבני גביש. ישנן שתי צורות בסיסיות של פגמים המכונים פגמים סטוכיומטריים ופגמים לא סטוכיומטריים.ההבדל בין פגמים סטוכיומטריים ולא סטוכיומטריים הוא שהפגמים הסטוכיומטריים אינם מפריעים לסטוכיומטריה של התרכובת ואילו פגמים לא סטוכיומטריים מפריעים לסטוכיומטריה של התרכובת.
