Defectos puntuales.

jueves 20 de mayo de 2010

Defectos puntuales.

Los defectos puntuales involucran uno o varios átomos o iones.

• 
  
  Vacante: hueco que aparece en una red covalente o metálica, estas vacantes pueden ser intrínsecas o extrínsecas y son siempre no estequiométricas. Las vacantes intrínsecas se producen siempre durante la solidificación, mientras que las extrínsecas se producen a altas temperaturas al ser procesado el sólido. A temperatura ambiente hay menos vacantes que a altas temperaturas, por tanto podemos decir que la formación de vacantes es un fenómeno térmicamente activado, con lo que se ajustará a una ecuación de Arrenius, donde H es la energía que suministramos para crear el hueco.
  

• 
  
  Defectos intersticiales y autointersticiales: aparecen en redes metálicas o covalentes, y se producen al insertar un átomo propio o extraño en un intersticio de la red, debido al pequeño tamaño del intersticio al ser ocupado por un átomo la red se distorsiona. Al igual que en el caso de las vacantes al aumentar la temperatura, también lo hace el número de defectos pero en este caso no se ve afectado tanto por la temperatura, por lo que no sigue una ecuación de Arrenius. (extrínseco)

• 
  
  Def. sustitucional: (en redes metálicas y covalentes) un átomo de la red es sustituido por otro átomo, es un proceso relativamente independiente de la temperatura. En algunas ocasiones es de tipo intrínseco.

• 
  
  Def. Schottky: afecta a cristales iónicos, fundamentalmente a haluros alcalinos como el NaCl. Es un defecto de tipo intrínseco, que consiste en la aparición de una vacante aniónica y otra catiónica, pudiendo estar estas juntas o separadas, para que se formen las vacantes mencionadas tanto como el catión como el anión deben irse a la superficie del sólido.

La presencia de los pares vacantes crean inestabilidad en la red, ya que son huecos tanto + como - y atraen a los iones de su alrededor distorsionando la red, los desplazamientos creados alrededor de las vacantes son del orden de 0.2Å.

Estos defectos condicionan propiedades de tipo óptico y electrónico, pudiendo afectar también a propiedades mecánicas en menor medida.

Podemos detectar este tipo de defecto por microscopia electrónica de alta resolución HREM.

• 
  
  Def. Frenkel: afecta a cristales iónicos. Es un defecto de tipo intrínseco, donde un ion se mueve desde su posición en la red hasta un intersticio, ese ion puede ser tanto anión como catión. Por ejemplo en el AgCl, se mueve el Ag+, mientras que en el CaF2 el que se mueve es el F-.

El paso de un ion de la red a un intersticio puede hacerse de dos lormas, que el ion se vaya directamente, o que un ion empuje al que migra y este se desplace al intersticio, donde se encontrará octacoordinado a 4 iones y 4 cationes.

Este tipo de defecto se da en el AgCl y no en el NaCl ya que la plata es menos electropositiva que el sodio, y puede producir interacciones de tipo covalente ( entre la plata y los cloruros de alrededor), que estabilizan el defecto en el AgCl.

• Centros de color: son defectos extrínsecos, no estequiométricos que aparecen sobre todo en haluros, se puede producir de dos formas:
• El NaCl es incoloro, al calentarse y ponerse en presencia de gas Na, este es absorbido por el cristal de NaCl, inmediatamente esta gas Na se ioniza, creando el defecto en el cristal por perdida de estequiometría. Para mantener la electroneutrlidad, un ión cloro de la red sale a la superficie, y el electrón emitido por el sodio se introduce en el cristal ocupando el hueco dejado por el cloro, este electrón interacciona con los iones circundantes de Na , esta interacción crea una serie de niveles energéticos y el electrón puede saltar de unos niveles energéticos a otros, estas transiciones ocurren mediante absorción de energía que esta dentro del espectro visible y colorean el cristal de NaCl ( verde amarillento). Si en lugar de gas Na, ponemos gas K, el color que aparecería sería el mismo, ya que no depende del elemento huésped sino del cristal anfitrión.
• La otra forma es someter al NaCl a una difracción de rayos X, de esta forma también se colorearía el cristal de verde amarillento, este proceso hace que un ión cloro de la red pierda un electrón que pasa a una vacante intrínseca que hubiera en esa red y (igual que en A).La técnica usada para detectar centros de color es la espectroscopia por resonancia de spin electrónico, ESR, esta técnica detecta electrones desarrapados, ya que estos al tener sin desarrapado tienen un momento magnético que interacciona con los de los iones sodio que hay alrededor.

MOISES PINEDA

CI 18694836

CAF