F-střed - F-center

F-centrum v NaCl krystalu

An F-střed, Střed Farbe nebo barevný střed (z původní němčiny Farbzentrum, kde Farbe prostředek barva a zentrum znamená střed) je typ krystalografická vada ve kterém an aniontový volné místo v a krystal mřížka je obsazena jedním nebo více nespárovanými elektrony. Elektrony na takovém prázdném místě mají tendenci absorbovat světlo ve viditelném spektru, takže se jedná o materiál, který je obvykle průhledný se zbarví. To se používá k identifikaci mnoha sloučenin, zejména oxid zinečnatý (žlutá).

Události

Barevná centra se mohou přirozeně vyskytovat ve sloučeninách (zejména oxidech kovů), protože při zahřátí na vysokou teplotu se ionty vzrušují a jsou vytěsňovány ze svých normálních krystalografických poloh a zanechávají za sebou v uvolněných prostorech některé elektrony. Tento účinek vykazují také iontové sloučeniny obsahující vady nadbytku kovů.

Vlastnosti

F-centra jsou často paramagnetická a lze je studovat elektronová paramagnetická rezonance techniky. Čím větší je počet F-center, tím intenzivnější je barva sloučeniny. Jedním ze způsobů umělé výroby F-center v krystalu je jeho zahřívání v atmosféře kovu, z něhož je vytvořen, např. Ohřev NaCl v kovové Na atmosféra.

Na0 → Na+ + e−
Na+ je zabudován do krystalu NaCl po vzdání se elektronu.
A Cl− uvolní se volné místo, aby se vyrovnal přebytek Na+. Efektivní kladný náboj Cl− volné místo zachycuje elektron uvolněný atomem Na.

Toto zachycení elektronů volnými místy anionů má za následek vznik F-center; to znamená, že elektrony uvolněné v tomto procesu difundují do prázdných míst, kde se obvykle nacházejí negativně nabité ionty (tj. Anionty). Ionizující radiace může také vyrábět F-centra.

H-centrum (halogenová intersticiální) je v jistém smyslu opakem k F-centru, takže když se oba dostanou do kontaktu v krystalu, spojí se a zruší obě vady. Tento proces lze vyvolat foto, například pomocí laseru.

Tvorba F-center je důvodem, proč se některým krystalům líbí chlorid lithný, chlorid draselný, a oxid zinečnatý po zahřátí se změní na růžovou, lila a žlutou.

Viz také

  • Electride, krystal, kde jsou všechny anionty elektrony.

Reference

  • Fotonický slovník
  • W. Hayes, A.M. Stoneham „Defekt a defektní procesy v nekovových pevných látkách“ Wiley 1985
  • J. H. Schulman, W.D. Compton „Color Centers in Solids“ Oxford, Pergamon 1962
  • Berzina, B. (1998). „Tvorba samostatně zachycených excitonů stimulovanou rekombinací radiačních indukovaných primárních defektů v halogenidech alkalických kovů“. Journal of Luminescence. 76-77: 389. Bibcode:1998JLum ... 76..389B. doi:10.1016 / S0022-2313 (97) 00222-6.
  • KS Jheeta a kol. IUAC Dillí, indický deník čisté a aplikované fyziky 2008