Unterschied zwischen Schottky-Defekt und Frenkel-Defekt

Hauptunterschied - Schottky-Defekt vs. Frenkel-Defekt

Ein Kristallgitter ist die symmetrische 3D-Anordnung von Atomen in einem Kristall. Ein Punktdefekt ist ein leerer Punkt, der durch den Verlust eines Atoms aus dem Gitter entsteht. Daher wird das Gitter unregelmäßig und asymmetrisch. Schottky-Defekt und Frenkel-Defekt sind zwei Arten von Punktfehlern, die in Kristallgittern gefunden werden. Der Hauptunterschied zwischen einem Schottky-Defekt und einem Frenkel-Defekt besteht darin Ein Schottky-Defekt verringert die Dichte des Kristalls, während der Frenkel-Defekt keinen Einfluss auf die Dichte des Kristalls hat.

Wichtige Bereiche

1. Was ist ein Schottky-Defekt?
      - Definition, Struktur, Eigenschaften, Beispiele
2. Was ist ein Frenkel-Defekt?
      - Definition, Struktur, Eigenschaften, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen Schottky-Defekt und Frenkel-Defekt?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Kristall, Frenkel-Defekt, Frenkel-Störung, Frenkel-Paar, Gitterstruktur, Punktdefekt, Schottky-Defekt

Was ist ein Schottky-Defekt?

Der Schottky-Defekt ist eine Art Punktdefekt, der durch den Verlust von Atomen eines Kristallgitters in stöchiometrischen Einheiten auftritt. Dieses Phänomen wurde nach Walter H. Schottky benannt. Der Schottky-Defekt kann in ionischen oder nichtionischen Kristallen auftreten. In ionischen Kristallen entsteht der Defekt, wenn eine stöchiometrische Einheit von Atomen das Gitter verlässt. Mit anderen Worten, der Fehler tritt auf, wenn ein Baustein das Gitter verlässt. Dieses Verlassen schafft eine Leerstelle im Gitter.

Die Gesamtladung wird jedoch neutral gehalten, da der Verlust in stöchiometrischen Einheiten auftritt. Die stöchiometrischen Einheiten bestehen aus entgegengesetzt geladenen Atomen in gleichen Verhältnissen. Zum Beispiel in NaCl-Gitter, Na⁺ Kation und Cl^- Anion kann austreten und Schottky-Defekt bilden.

Abbildung 1: Schottky-Defekt im NaCl-Gitter. Das Na-Atom ist in roter Farbe und Cl-Atom in gelber Farbe dargestellt.

Der Schottky-Defekt bewirkt die Verringerung der Dichte im Gitter. Dieser Defekt tritt häufig in ionischen Verbindungen auf. Wenn es in nichtionischen Kristallen vorhanden ist, spricht man von einem Leerstand. Der Schottky-Defekt tritt meistens in Gittern mit nahezu gleich großen Ionen auf. Diese Art von Defekt tritt häufig in Gittern wie NaCl, KBr und KCl auf.

Was ist ein Frenkel-Defekt?

Ein Frenkel-Defekt ist eine Art Punktdefekt, der durch den Verlust eines Atoms oder eines kleinen Ions entsteht. Dadurch wird eine freie Stelle in der Gitterstruktur erstellt. Dies wird auch genannt Frenkel-Paar oder Frenkel-Störung. Diese Namen werden zu Ehren der ersten Person, die diesen Fehler entdeckt hat, Yakov Frenkel, geschaffen. Wenn die austretende chemische Spezies ein Ion ist, ist es normalerweise ein Kation. Dieses Atom oder Ion besetzt dann eine interstitielle Stelle. Ein Interstitium ist ein Ort in der Nähe des vakanten Punktes.

Ein Frenkel-Defekt hat keinen Einfluss auf die Dichte des Gitters. Dies liegt daran, dass die austretenden Atome oder Ionen eine nahe gelegene Position einnehmen, anstatt das Gitter vollständig zu verlassen. Dann bleiben sowohl Masse als auch Volumen des Gitters unverändert.

Der Frenkel-Defekt tritt meistens in ionischen Verbindungen auf. Im Gegensatz zum Schottky-Defekt wird der Frenkel-Defekt in Gittern gefunden, die aus Atomen oder Ionen bestehen, die beträchtliche Größenunterschiede aufweisen. Ein oder mehrere Atome oder Ionen können einen Frenkel-Defekt erleiden. Daher ist die Anzahl der Zwischengitterstellen gleich der Anzahl der Defekte, die im Gitter vorhanden sind.

Abbildung 2: Frenkel-Defekt im AgCl-Gitter. Die grünen Farbkreise zeigen Ag + -Ionen an und Aschenfarbkreise zeigen Cl- Ionen an.

Das obige Beispiel zeigt den Frenkel-Defekt im AgCl-Gitter. Hier ist die Anzahl der Atome, die sich in demselben Volumen befinden, dieselbe wie vor dem Defekt. Daher ist die Dichte gleich. Einige Beispiele für einen Frenkel-Defekt sind AgCl, AgI, CaF₂ und ZnS.

Unterschied zwischen Schottky-Defekt und Frenkel-Defekt

Definition

Schottky-Defekt: Der Schottky-Defekt ist eine Art Punktdefekt, der durch den Verlust von Atomen eines Kristallgitters in stöchiometrischen Einheiten auftritt.

Frenkel Defekt: Ein Frenkel-Defekt ist eine Art Punktdefekt, der durch den Verlust eines Atoms oder eines kleinen Ions auftritt.

Dichte

Schottky-Defekt: Ein Schottky-Defekt bewirkt, dass die Dichte des Gitters reduziert wird.

Frenkel Defekt: Der Frankel-Defekt hat keinen Einfluss auf die Dichte des Gitters.

Masse

Schottky-Defekt: Die Masse des Gitters wird reduziert, wenn ein Schottky-Defekt auftritt.

Frenkel Defekt: Die Masse bleibt auch nach Auftreten des Frenkel-Defekts konstant.

Arten hinterlassen

Schottky-Defekt: Atome oder Ionen verlassen das Gitter und erzeugen einen Schottky-Defekt.

Frenkel Defekt: Atome oder Ionen verlassen ihre Position, bleiben aber im Frenkel-Defekt im Gitter.

Größe der Ionen

Schottky-Defekt: Ein Schottky-Defekt tritt in Gittern mit Ionen ähnlicher Größe auf.  

Frenkel Defekt: Ein Frenkel-Defekt tritt in Gittern mit Ionen mit großen Größenunterschieden auf.

Fazit

Sowohl der Schottky-Defekt als auch der Frenkel-Defekt erzeugen einen freien Punkt im Gitter. Die Art des Defekts hängt hauptsächlich vom Größenunterschied zwischen den Kationen und Anionen im Gitter ab. Darüber hinaus bewirkt der Schottky-Defekt, dass die Gitterdichte abnimmt, während der Frenkel-Defekt keinen Einfluss auf die Dichte des Gitters hat. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Schottky-Defekt und Frenkel-Defekt.

Verweise:

1. ”Frenkel-Defekt.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, 16. Juli 2017. Web. Hier verfügbar. 26. Juli 2017. 
2. "Punktfehler". LinkedIn SlideShare. N.p., 17. April 2015. Web. Hier verfügbar. 26. Juli 2017.