Frenkelova vada - Frenkel defect

A Frenkelova vada nebo vada dislokace je typ bodová vada v krystalické pevné látky pojmenoval podle svého objevitele Jakov Frenkel.^[1] Vada se tvoří, když atom nebo menší ion (obvykle kation ) opouští své místo v mřížce a vytváří a volné místo, a stává se vsunutá reklama ubytováním na blízkém místě.^[2] V elementárních systémech jsou primárně generovány během ozáření částic, protože jejich entalpie formace je obvykle mnohem vyšší než u jiných bodových defektů, jako jsou volná místa, a tedy jejich rovnovážná koncentrace podle Boltzmannova distribuce je pod detekčním limitem.^{[Citace je zapotřebí ]} U iontových krystalů, které obvykle mají nízké koordinační číslo nebo značné rozdíly ve velikosti iontů, může být tento defekt generován také spontánně, kde menší iont (obvykle kation ) je dislokován.^{[Citace je zapotřebí ]}

Vliv na hustotu

Přestože Frenkelovy defekty zahrnují pouze migraci iontů uvnitř krystalu, celkový objem a tím i hustota nemusí být nutně zachována: zejména pro zabalený systémy, mřížková expanze způsobená kmeny vyvolanými intersticiálním atomem obvykle dominuje nad mřížkovou kontrakcí kvůli volnému místu, což vede ke snížení hustoty.^{[Citace je zapotřebí ]}

Příklady

Frenkelova vada ve struktuře NaCl

Frenkelovy defekty se projevují v iontových pevných látkách s velkým rozdílem velikosti mezi aniontem a kationtem (přičemž kationt je obvykle menší kvůli zvýšenému efektivní jaderný náboj )

Některé příklady pevných látek, které vykazují Frenkelovy vady:

sulfid zinečnatý,
chlorid stříbrný,
bromid stříbrný (také ukazuje Schottky vady),
jodid stříbrný.

To je způsobeno poměrně menší velikostí Zn²⁺ a Ag⁺ ionty.

Zvažte například mřížku tvořenou Xⁿ⁻ a M.ⁿ⁺ ionty. Předpokládejme, že iont M opouští M sublattice a ponechává X sublattice beze změny. Počet vytvořených vsunutých reklam se bude rovnat počtu vytvořených volných pracovních míst.

Jedna forma reakce Frenkelova defektu v MgO s oxidovým anionem opouštějícím mřížku a vstupujícím do intersticiálního místa napsaného v Kröger – Vinkova notace:

Mg^×
_Mg + O.^×
_Ó → O.^{${ displaystyle prime prime}$}
_i + v^••
_Ó + Mg^×
_Mg

To lze ilustrovat na příkladu krystalové struktury chloridu sodného. Níže uvedené diagramy jsou schematické dvourozměrné reprezentace.

Bezchybná struktura NaCl

Dva Frenkelovy defekty ve struktuře NaCl

Viz také

Reference

^ Frenkel, Jakov (1926). „Über die Wärmebewegung in festen und flüssigen Körpern (O tepelném pohybu v pevných látkách a kapalinách)“. Zeitschrift für Physik. Springer. 35 (8): 652–669. Bibcode:1926ZPhy ... 35..652F. doi:10.1007 / BF01379812.
^ Ashcroft a Mermin (1976). Chemie pevných látek. Cengage Learning. str.620. ISBN 0030839939.

Další čtení

Kittel, Charles (2005). Úvod do fyziky pevných látek (8. vydání). Wiley. str.585–588. ISBN 0-471-41526-X.

[1] Frenkel, Jakov (1926). „Über die Wärmebewegung in festen und flüssigen Körpern (O tepelném pohybu v pevných látkách a kapalinách)“. Zeitschrift für Physik. Springer. 35 (8): 652–669. Bibcode:1926ZPhy ... 35..652F. doi:10.1007 / BF01379812.

[2] Ashcroft a Mermin (1976). Chemie pevných látek. Cengage Learning. str.620. ISBN 0030839939.

[1]

[2]