Difetto di Schottky contro difetto di Frenkel: differenza e confronto

Punti chiave

1. Composizione dei difetti: I difetti Schottky e Frenkel sono tipi di difetti puntuali nei cristalli. Un difetto di Schottky si verifica quando una coppia di ioni con carica opposta lascia i propri siti reticolari, creando un posto vacante. Un difetto di Frenkel, noto anche come difetto di dislocazione, si verifica quando uno ione lascia il suo sito reticolare corretto e si sposta in un sito interstiziale, creando un posto vacante e un interstiziale.
2. Effetto sulla densità: Un difetto di Schottky comporta la rimozione di una coppia di ioni dal reticolo, diminuendo così la densità complessiva del cristallo. Un difetto di Frenkel, tuttavia, non comporta la rimozione di ioni, ma solo un riarrangiamento all'interno del cristallo. Pertanto, non altera la densità.
3. Comune in cristalli specifici: I difetti Schottky si trovano più comunemente nei cristalli con un numero di coordinazione elevato e cationi e anioni di dimensioni simili, come gli alogenuri alcalini. I difetti di Frenkel sono più comuni nei cristalli in cui la differenza nelle dimensioni ioniche è significativa, poiché ciò consente agli ioni più piccoli di occupare facilmente i siti interstiziali. Questo è visto negli alogenuri d'argento.

Cos'è il difetto di Schottky?

Un difetto di Schottky è anche noto come difetto stechiometrico. Questo perché la composizione chimica complessiva del cristallo è la stessa indipendentemente dai posti vacanti. È uno dei difetti puntuali che si formano quando un numero uguale di anioni e cationi viene rimosso dal reticolo cristallino. Questi anioni e cationi mancanti formano spazi vuoti o posti vacanti nelle loro posizioni.

Questi sono comuni in composti altamente ionici come alogenuri metallici e alcalini. Il fattore che influenza o influenza questo difetto è l'alta temperatura. NaCl, CsCl e KBr sono alcuni esempi di difetti di Schottky.

Cos'è il difetto di Frenkel?

Un difetto di frenkel è anche noto come difetto non stechiometrico. Questo perché la composizione chimica complessiva del cristallo si discosta leggermente dalla sua composizione effettiva ma mantiene la neutralità di carica del composto. È anche uno dei difetti puntuali che si possono trovare comunemente nei cristalli ionici o nei materiali semiconduttori. Inoltre, sono comuni nei materiali con elevate differenze nelle dimensioni sia di anioni che di cationi.

Si forma quando un catione migra da un sito interstiziale e si forma un interstiziale cationico. Succede a causa dell'alta temperatura, che si traduce in una maggiore mobilità degli atomi del reticolo cristallino. AgBr, Pbl2 e ZnS sono alcuni esempi di difetti frenkel.

Differenza tra difetto di Schottky e difetto di Frenkel

1. La natura del difetto di Schottky è anche indicata come difetto stechiometrico, mentre, d'altra parte, la natura del difetto di Frenkel è anche indicata come difetto non stechiometrico. 
2. Nel difetto di Schottky, si dice che la densità dei difetti sia bassa poiché le vacanze e i siti interstiziali si formano in modo equilibrato. Al contrario, nel difetto di Frenkel, la densità del difetto è elevata poiché le vacanze e i siti interstiziali si formano in modo squilibrato.      
3. Il difetto di Schottky si forma quando si creano un numero uguale di posti vacanti di anioni e cationi. Allo stesso tempo, il difetto di Frenkel si forma quando un catione migra da un sito interstiziale e si forma un interstiziale cationico.
4. Il difetto di Schottky è comune nei composti altamente ionici come gli alogenuri metallici e alcalini. Mentre, d'altra parte, il difetto di Frenkel è comune nei composti che presentano elevate differenze nelle dimensioni di anioni e cationi.
5. L'effetto della densità sul difetto di Schottky è che abbassa la sua densità cristallina. In confronto, non esiste un tale effetto di densità nel difetto di Frenkel.
6. Il difetto di Schottky può influenzare il cambiamento delle proprietà meccaniche, in quanto provoca fragilità. Allo stesso tempo, nel difetto di Frenkel, l'entità della formazione del difetto decide il cambiamento delle proprietà meccaniche.
7. Il difetto di Schottky influenza la conduttività elettrica in alcuni composti ionici. Mentre, d'altra parte, il difetto di Frenkel influenza o influenza le proprietà elettriche. 
8. I difetti di Schottky sono meno stabili, mentre, invece, i difetti di Frenkel sono più stabili. 
9. Esempi di difetti di Schottky sono NaCl, CsCl e KBr. Mentre d'altra parte, esempi di difetti di Frenkel sono AgBr, Pbl₂e ZnS.

Confronto tra difetto di Schottky e difetto di Frenkel

Parametro di confronto	Difetto di Schottky	Difetto di Frenkel
Natura	Difetto stechiometrico	Difetto non stechiometrico
Densità	Bassa densità di difetti	Alta densità di difetti
Formazione di difetti	Si forma quando vengono creati un numero uguale di posti vacanti di anioni e cationi	Si forma quando un catione migra da un sito interstiziale e si forma un interstiziale cationico
Comune In	Sono più comuni in composti altamente ionici come - alogenuri metallici e alcalini	Sono comuni nei composti che presentano elevate differenze nelle dimensioni di anioni e cationi
Effetto sulla densità	Diminuire	Nessun effetto
Proprietà meccaniche	Fragilità	A seconda dell'entità della formazione del difetto
Proprietà elettriche	Influenza la conducibilità elettrica	Influenza le proprietà elettriche
Stabilità	Meno stabile	Più stabile
Esempi	NaCl, CsCl, KBr	AgBr, Pbl2, ZnS

Riferimenti

1. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/ta/d1ta10072f
2. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/acbb29/meta

Ultimo aggiornamento: 21 agosto 2023