第三章-晶體結(jié)構(gòu)缺陷(已修改)
2025-08-17 16:25 本頁面
【正文】 第三章 晶體結(jié)構(gòu)缺陷【例31】 寫出MgO形成肖特基缺陷的反應(yīng)方程式?！窘狻?MgO形成肖特基缺陷時(shí)，表面的Mg2+和O2－離子遷到表面新位置上，在晶體內(nèi)部留下空位，用方程式表示為：該方程式中的表面位置與新表面位置無本質(zhì)區(qū)別，故可以從方程兩邊消掉，以零O（naught）代表無缺陷狀態(tài)，則肖特基缺陷方程式可簡化為：【例32】 寫出AgBr形成弗倫克爾缺陷的反應(yīng)方程式?！窘狻緼gBr中半徑小的Ag+離子進(jìn)入晶格間隙，在其格點(diǎn)上留下空位，方程式為：【提示】 一般規(guī)律：當(dāng)晶體中剩余空隙比較小，如NaCl型結(jié)構(gòu)，容易形成肖特基缺陷；當(dāng)晶體中剩余空隙比較大時(shí)，如螢石CaF2型結(jié)構(gòu)等，容易產(chǎn)生弗倫克爾缺陷?！纠?3】 寫出NaF加入YF3中的缺陷反應(yīng)方程式?！窘狻?首先以正離子為基準(zhǔn)，Na+離子占據(jù)Y3+位置，該位置帶有2個(gè)單位負(fù)電荷，同時(shí)，引入的1個(gè)F－離子位于基質(zhì)晶體中F－離子的位置上。按照位置關(guān)系，基質(zhì)YF3中正負(fù)離子格點(diǎn)數(shù)之比為1/3，現(xiàn)在只引入了1個(gè)F－離子，所以還有2個(gè)F－離子位置空著。反應(yīng)方程式為： 可以驗(yàn)證該方程式符合上述3個(gè)原則。再以負(fù)離子為基準(zhǔn)，假設(shè)引入3個(gè)F－離子位于基質(zhì)中的F－離子位置上，與此同時(shí)，引入了3個(gè)Na+離子。根據(jù)基質(zhì)晶體中的位置關(guān)系，只能有1個(gè)Na+離子占據(jù)Y3+離子位置，其余2個(gè)Na+位于晶格間隙，方程式為：此方程亦滿足上述3個(gè)原則。當(dāng)然，也可以寫出其他形式的缺陷反應(yīng)方程式，但上述2個(gè)方程所代表的缺陷是最可能出現(xiàn)的。【例34】 寫出CaCl2加入KCl中的缺陷反應(yīng)方程式?！窘狻?以正離子為基準(zhǔn)，缺陷反應(yīng)方程式為：以負(fù)離子為基準(zhǔn)，則缺陷反應(yīng)方程式為：這也是2個(gè)典型的缺陷反應(yīng)方程式，與后邊將要介紹的固溶體類型相對應(yīng)。【提示】通過上述2個(gè)實(shí)例，可以得出2條基本規(guī)律：（1）低價(jià)正離子占據(jù)高價(jià)正離子位置時(shí)，該位置帶有負(fù)電荷。為了保持電中性，會產(chǎn)生負(fù)離
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