点缺陷符号和反应式[课资借鉴]
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知识点047. 点缺陷的Kroger-Vink符号表达V FeV Na, 阳离子空位是负电中心因为需要正电荷才能达到电中性V Ca ,, V Cl . V O .. 阴离子空位是正电中心因为需要负电荷才能达到电中性Ni Fe Ca Na . Al Na .. Na Ca, Na Al ,, 高价阳离子置换低价阳离子荷正电, 荷电量为有效电荷 低价阳离子置换高价阳离子荷负电, 荷电量为有效电荷O Cl, Cl O . Na i . O i ,, 高价阴离子置换低价阴离子荷负电, 荷电量为有效电荷 低价阴离子置换高价阴离子荷正电, 荷电量为有效电荷 阳离子间隙,荷正电, 荷电量为离子电价 阴离子间隙,荷负电, 荷电量为有效电荷 e , h .随堂练习:答:+V Fe ,,, Ni Fe Ni Fe Zn i .. F O . V Na , Na i . V Mg ,, + V O..知识点048. 缺陷反应方程式的写法热缺陷反应方程式:Ag Ag V Ag + Ag i, .Ag Ag V Ag + Ag i热缺陷反应方程式:Ag Ag V Ag (+ Ag surface AgCl V Ag + V Cl , . ) 可省略 省略了表面上的离子 有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)注意:电中性原则化合物中带电的肖特基缺陷都是按照比例出现的, ..Ag2O2V Ag + V O电中性、质量平衡、位置关系三原则电中性原则:质量平衡位置关系缺陷反应方程式中阳离子格点数(含缺陷和正常格点)与阴离子格点数(含缺陷和正常格点)之比,要与基质中阳离子格点数与阴离子格点数之比保持一致。
NaF YF3Na Y,,F F+ 2V F.阳离子的格点数为1(离子置换)阴离子的格点数为3(1个正常格点,2个阴离子空位)阳离子格点数(含缺陷和正常格点)阴离子格点数(含缺陷和正常格点)=基质中阳离子格点数基质中阴离子格点数=13注意:3NaF YF3Na Y,,+ 3F F+ i.阳离子的格点数为1(离子置换)阴离子的格点数为3(3个正常格点)不占格点位置不计入格点数2个?•以正离子为基准,是调整杂质中正离子数目与基质分子式中正离子的数目相同。
缺陷方程一、点缺陷的符号表征克罗各-明克符号(Kroger-Vink notation)以MX型化合物为例:1.空位(vacancy)用V来表示,符号中的右下标表示缺陷所在位置,V M含义即M原子位置是空的。
2.间隙原子(interstitial)亦称为填隙原子,用M i、X i来表示,其含义为M、X原子位于晶格间隙位置。
3.错位原子错位原子用M X、X M等表示,M X的含义是M原子占据X原子的位置。
X M表示X原子占据M原子的位置。
4.自由电子(electron)与电子空穴(hole)分别用e'和h∙来表示。
其中右上标中的一撇“'”代表一个单位负电荷,一个圆点“ ∙”代表一个单位正电荷。
5.带电缺陷:在NaCl晶体中,取出一个Na+离子,会在原来的位置上留下一个电子e'写成V Na'即代表Na+离子空位,带一个单位负电荷。
同理,,Cl-离子空位记为V Cl∙,带一个单位正电荷。
即:V Na' =V Na+e',V Cl∙=V Cl+h∙。
其它带电缺陷:1)CaCl2加入NaCl晶体时,若Ca2+离子位于Na+离子位置上,其缺陷符号为Ca Na∙,此符号含义为Ca2+离子占据Na+离子位置,带有一个单位正电荷。
2)Ca Zr"表示Ca2+离子占据Zr4+离子位置,此缺陷带有二个单位负电荷。
其余的缺陷V M、V X、M i、X i等都可以加上对应于原阵点位置的有效电荷来表示相应的带电缺陷。
二、缺陷反应表示法对于杂质缺陷而言,缺陷反应方程式的一般式:−→−杂质基质−产生的各种缺陷与一般的化学反应相类似,书写缺陷反应方程式时,应该遵循下列基本原则(1)位置关系:在化合物M a X b中,无论是否存在缺陷,其正负离子位置数(即格点数)的之比始终是一个常数a/b,即:M的格点数/X的格点数≡a/b。
如NaCl结构中,正负离子格点数之比为1/1,Al2O3中则为2/3。