Unvollkommenheiten in der Kristallstruktur: Nichtstöchiometrische Defekte

Nicht-stöchiometrische Defekte in Kristallstrukturen beziehen sich auf Abweichungen von der idealen chemischen Zusammensetzung einer Verbindung.

Metallüberschüsse entstehen, wenn eine Verbindung mehr Metallionen enthält als das stöchiometrische Verhältnis.

Wenn beispielsweise Natriumchloridkristalle im Natriumdampf erhitzt werden, werden sie gelb, weil einige Natriumatome in den Kristall eindringen und sich zu Na⁺-Ionen und Elektronen ionisieren.

Diese Elektronen füllen Stellen, die für Chloridionen gedacht sind, und erzeugen überschüssige Na^+- Ionen.

Wenn Licht absorbiert wird, gehen diese delokalisierten Elektronen in einen angeregten Zustand über, wodurch der Kristall Farbe bekommt. Diese Standorte werden als Farbzentren oder F-Zentren bezeichnet.

Bei Metallmangeldefekten erzeugt ein fehlendes positives Ion eine zusätzliche negative Ladung, die durch ein nahegelegenes Metallion ausgeglichen wird, das eine zusätzliche positive Ladung erhält.

Diese sind häufig in Übergangsmetallverbindungen wie Metalloxiden und Sulfiden mit unterschiedlichen Oxidationszuständen zu finden.

Zum Beispiel ist Eisenoxid, das in Meteoriten und ozeanischem Basalt vorkommt, an Fe²⁺ mangelhaft, was dadurch ausgeg