固体では、結晶配列は対称パターンであり、不完全または欠陥固体と呼ばれます。結晶プロセスの形成のために、欠陥が発生します。粒子は固体内に密集しており、再配列しないため、欠陥は非常に急速に発生します。小さな結晶がぎっしりと並んで、固体になっています。ソリッドの欠陥は、主に点欠陥と線欠陥の2種類に分類されます。
結晶欠陥:
絶対結晶は 0K 温度でのみ形成され、その他の結晶は絶対結晶ではありません。結晶欠陥は、結晶格子における複雑な秩序と粒子の周期的配置の撤回として定義できます。
結晶欠陥の原因:
結晶欠陥は以下の要因で発生します-
- 格子空室。
- ラティス内の粒子の乱れ
- 不定比量のイオン
- 格子不純物
欠陥の種類:
固体には主に 2 種類の欠陥があります:
- 線の欠陥
- 点欠陥
ライン欠陥:
線状欠陥では、固体が結晶格子の列の微小領域の上に広がります。
点の欠陥:
格子では、ある場所から別の場所に移動する際の粒子の乱れが、結晶格子の不完全性または欠陥を引き起こします。点欠陥には次の 3 種類があります。
- 化学量論的欠陥
- 非化学量論的欠陥
- 不純物の欠陥。
非化学量論的欠陥:
非化学量論的化合物は、陽イオンと陰イオンの割合が似ていない化合物であり、これらの化合物の欠陥は非化学量論的として知られています
欠陥。この欠陥には、多数の正電荷と負電荷が存在します。私たちが知っているように、結晶は中性のままであるため、予備の負電荷が存在する場合、それは余分な正電荷の存在によって維持されます.このプラスとマイナスの電荷のために、固体の結晶構造の形状が不適切になり、固体が不完全になります。
この不具合は、次の 2 つの理由で発生する可能性があります:
- 格子では、物質は陰イオンよりも多くの陽イオンを持っています。したがって、金属過剰欠陥として知られています。
- 格子では、物質は陰イオンよりも割合が少ない陽イオンを持っています。そのため、金属欠乏症として知られています。
金属過剰欠陥:
格子内で陽イオンが陰イオンよりも比率が高い場合に発生します。その名の通り、金属やプラスイオンが過剰です。このタイプの欠陥は、ショットキーおよびフレンケルの欠陥と同じですが、ホールと格子間電子が存在しません。この欠陥に存在する自由電子は、あるレベルまで電気を発生させることができます。これらの金属過剰欠陥は、自由電子によって着色されます。さらに 2 種類あります:
- 陰イオン空孔: この欠陥では、電気的中性を維持するために、電子が陰イオンが放出される空間に結合します。それらを捕まえるために電子をトラップした陰イオンは、f-中心と呼ばれます。存在する空洞は色付きの中心です。主に、それらはイオン化合物で起こります。
例:NaCl と LiCl。
- 補足: 格子では、余分な陽イオンが格子間サイトに結合します。したがって、電子数によってさらに維持される余分な正電荷が作成されます。
例:酸化亜鉛。
金属欠乏欠陥:
固体は、化学量論組成で調製することができないため、より低い量の金属 (例えば、FeO) を変化させます。格子内で陽イオンの比率が陰イオンの比率よりも小さい場合に発生します。異なる酸化状態は、複合カチオンによって異なります。負イオンのサイズは比較的大きいため、負イオンが格子間位置に固定されないことが予想されます。この欠陥では、正イオンが欠落しており、半導体として機能する可能性があります。
例：鉄化合物結晶、銅化合物結晶。
結論
- 固体の欠陥を研究するために、顕微鏡技術が使用されました。いくつかの欠陥では、固体の密度が増加し、場合によっては減少し、いくつかの固体では影響しません。
- いくつかの欠陥は、電子の電荷と陽イオンと陰イオンの変化を維持するのに役立ちます。上記の記事では、非化学量論的欠陥とその種類について学びました。
- 固体の欠陥には主に線欠陥と点欠陥の2種類があり、非ストイキ欠陥は点欠陥の一種です。
- これらのさまざまなタイプは、欠陥の特徴とソリッドの欠陥の背後にある理由を説明しています。非化学量論的欠陥は点欠陥の一種であるため、この欠陥では陰イオンと陽イオンの比率が等しくなく、多数の負電荷と正電荷が存在します。
- 非化学量論的欠陥はさらに、金属過剰欠陥と金属不足欠陥の 2 つのクラスに分けられます。
- その名前が示すように、金属過剰欠陥には過剰量の陽イオンが存在し、金属欠乏欠陥には陽イオンが存在しないため、これが金属過剰欠陥の主な違いです。そして金属欠乏欠陥。
