Imperfezioni nella struttura cristallina: difetti non stechiometrici

I difetti non stechiometrici nelle strutture cristalline si riferiscono a deviazioni dalla composizione chimica ideale di un composto.

I difetti in eccesso di metallo si verificano quando un composto contiene più ioni metallici rispetto al rapporto stechiometrico.

Ad esempio, quando i cristalli di cloruro di sodio vengono riscaldati nel vapore di sodio, diventano gialli perché alcuni atomi di sodio entrano nel cristallo e si ionizzano in ioni e elettroni Na⁺.

Questi elettroni riempiono i siti destinati agli ioni cloruro, creando un eccesso di ioni Na⁺ .

Quando la luce viene assorbita, questi elettroni delocalizzati passano a uno stato eccitato, dando al cristallo il colore. Questi siti sono chiamati centri di colore o centri F.

Nei difetti di carenza di metallo, un ione positivo mancante crea una carica negativa extra, che viene compensata da un ione metallico vicino che acquisisce una carica positiva extra.

Questi sono comuni nei composti di metalli di transizione come ossidi e solfuri metallici con stati di ossidazione variabili.

Ad esempio, l'ossido di ferro, presente nei meteoriti e nel basalto oceanico, è carente di Fe²⁺, bilanciato dalla presenza di ioni Fe³⁺ nei siti interstiziali tra le vacanze di Fe²⁺, formando ammassi di tipo Fe_{3O 4}.