La principale différence entre les défauts stœchiométriques et non stœchiométriques est que les défauts stœchiométriques ne perturbent pas la stœchiométrie du composé, tandis que les défauts non stœchiométriques perturbent la stœchiométrie du composé.
Il existe deux principaux types de défauts présents dans les structures cristallines; à savoir, les défauts stoechiométriques et les défauts non stoechiométriques. Dans un composé stoechiométrique, sa formule chimique indique le rapport entre les cations et les anions dans le composé.
Que sont les défauts stoechiométriques ?
Les défauts stœchiométriques sont ceux qui ne perturbent pas la stœchiométrie d'un composé. Cela signifie que les défauts stoechiométriques ne modifient pas le rapport entre les cations et les anions présents dans la structure cristalline. Il existe plusieurs types de défauts stœchiométriques;
Défauts interstitiels
Dans les structures cristallines, il existe généralement des sites interstitiels vacants. De petits atomes peuvent occuper ces sites dans une configuration énergétiquement favorable (Habituellement, la présence de sites interstitiels augmente l'énergie totale du cristal). Par conséquent, la présence d'ions dans les sites interstitiels provoque des défauts interstitiels.
Défauts Schottky
Les défauts de Schottky se forment lorsque les cations et les anions retirés des structures cristallines sont en nombre égal. Cependant, la neutralité électrique du cristal reste inchangée car les nombres de charges retirées du cristal sont égaux. Ce type de défauts se produit dans les cristaux contenant des cations et des anions de tailles similaires.
Figure 01: Défauts de Schottky et Frenkel
Défauts de Frenkel
Un défaut de Frenkel apparaît lorsqu'un ion du réseau cristallin se retire et occupe un site interstitiel de la structure cristalline. Cependant, la charge électrique du cristal reste inchangée car aucun ion n'est retiré ou ajouté de l'extérieur.
Que sont les défauts non stoechiométriques ?
Les défauts non stœchiométriques sont des défauts dans les structures cristallines qui perturbent la stœchiométrie du cristal. En d'autres termes, les défauts non stœchiométriques modifient la stœchiométrie du système cristallin. Lorsque des défauts non stoechiométriques sont présents dans une structure cristalline, le rapport des ions constitutifs du composé devient non stoechiométrique. Il existe deux principaux types de défauts non stœchiométriques;
Défaut d'excès de métal
Il existe deux types de défauts d'excès de métal. Le premier est le défaut d'excès de métal dû aux lacunes anioniques. En cela, le défaut survient en raison de l'anion manquant d'un réseau. Cependant, les électrons du réseau restent inchangés. Le deuxième type correspond aux défauts d'excès de métal dus à la présence de cations supplémentaires dans les sites interstitiels. Ici, le défaut est observable lorsque des ions positifs occupent les sites interstitiels du réseau.
Défaut de carence en métal
Ces défauts sont également de deux types; défauts dus aux lacunes cationiques et aux anions supplémentaires occupant les sites interstitiels du réseau. Lorsqu'une charge positive manque dans un réseau, les cations voisins équilibrent la charge négative supplémentaire. Ce type de défauts est appelé défauts de lacune cationique. Pendant ce temps, lorsqu'un anion supplémentaire occupe les sites interstitiels du réseau, les cations à proximité équilibrent la charge négative supplémentaire. Ce type de défaut est le deuxième type de défauts de carence en métal.
Quelle est la différence entre les défauts stœchiométriques et non stœchiométriques ?
Défauts stoechiométriques vs non stoechiométriques |
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| Les défauts stoechiométriques sont ceux qui ne perturbent pas la stoechiométrie d'un composé. | Les défauts non stoechiométriques sont des défauts dans les structures cristallines qui perturbent la stoechiométrie du cristal. |
| Effet sur la stœchiométrie | |
| Ils n'affectent pas la stoechiométrie du composé. | Ils modifient la stoechiométrie du composé. |
| Différents Types | |
| Il existe plusieurs types; tels que les défauts interstitiels, les défauts de Schottky et les défauts de Frenkel. | Les défauts d'excès de métal et les défauts de carence en métal sont deux types principaux parmi plusieurs |
Résumé - Défauts stoechiométriques vs non stoechiométriques
Les défauts sont des points inhabituels dans les structures cristallines. Il existe deux formes de base de défauts nommés défauts stoechiométriques et défauts non stoechiométriques. La différence entre les défauts stœchiométriques et non stœchiométriques est que les défauts stœchiométriques ne perturbent pas la stœchiométrie du composé alors que les défauts non stœchiométriques perturbent la stœchiométrie du composé.
