결정 구조의 결함: 비화학양론적 결함

결정 구조에서 비화학양론적 결함은 화합물의 이상적인 화학 조성에서 벗어난 현상을 의미합니다.

금속 과잉 결함은 화합물에 화학양론 비율보다 더 많은 금속 이온을 가질 때 발생합니다.

예를 들어, 염화나트륨 결정이 나트륨 증기에서 가열되면, 몇 개의 나트륨 원자가 결정에 들어가 나비 이온과 전자로 이온화되어 노란색으로 변합니다.

이 전자들은 염화물 이온이 들어오는 부위를 채워 과^{잉 나+} 이온을 만듭니다.

빛이 흡수되면, 이 비국소화된 전자들은 여기 상태로 전이하여 결정에 색을 부여합니다. 이 부위들은 컬러 센터 또는 F-센터라고 불립니다.

금속 결핍 결함에서는 결핍된 양이온이 추가적인 음전하를 생성하며, 이는 인근 금속 이온이 추가로 양전하를 얻어 보상합니다.

이들은 금속 산화물이나 황화물과 같은 전이 금속 화합물에서 산화 상태가 다양한 형태로 흔히 나타납니다.

예를 들어, 운석과 해양 현무암에서 발견되는 산화철은 Fe²⁺가 부족하며, Fe²⁺ 공석 사이의 간질부에 Fe³⁺ 이온이 존재해 Fe₃O₄형 군집을 형성함으로써 균형을 이룹니다.