jueves 20 de mayo de 2010
Definición de defecto, justificación de su presencia, cantidad y tipo.
Un sólido ideal es aquel que tienen todos los átomos o iones que le corresponden, que estos están en sus sitios correctos y que además están quietos, por lo que los sólidos ideales solo existen en el cero absoluto, por encima de este valor de temperatura tendremos sólidos reales debido a que ya los átomos o iones están vibrando y al vibrar puede que se pierda alguno, apareciendo vacantes o incluso que se ocupen los intersticios.
Entonces las características de un sólido cristalino ideal son la regularidad y la periodicidad.
Definimos defecto como una variación en el reordenamiento periódico y regular de los átomos o moléculas en el cristal.
Vamos a justificar la presencia de defectos en los sólidos cristalinos, viendo que pasaría al introducir una vacante catiónica en un cristal donde hay un mol de cationes, es decir 1023 sitios con cationes. Para crear una vacante tenemos que quitar un catión para ello debemos suministrar una energía al cristal, la entalpia de formación de la vacante ( H), en el momento en que creamos la vacante en el cristal se genera desorden y por tanto entropía que trae como consecuencia la emisión de esta energía por el cristal.
La entropía tiene distintos componentes:
- Entropía de configuración: es la entropía resultante del hecho de que la vacante puede estar en 1023 sitios distintos.
- Entropía de cambio: entropía consecuencia de la distorsión producida en la red a causa del hueco ( todo el entorno de este hueco esta perturbado).
Estás entropías hacen que la energía emitida por el sistema, -T S (termino entrópico), sea mayor que la energía que nosotros hemos suministrado, con lo cual disminuirá la energía libre, G, del sistema , lo que hará que el sistema se estabilice. Por tanto si la creación de un defecto estabiliza, se deduce que todos los sólidos orgánicos e inorgánicos serán imperfectos.
El sistema solo se estabiliza con los primeros defectos, a partir de un cierto número de defectos, la creación de nuevos, hace aumentar G ya que para introducir ese defecto es necesario administrar gran cantidad de entalpía debido a que ahora la vacante tiene menos sitio para colocarse y el término entrópico es menos negativo y por tanto aumenta la energía libre.
El limite máximo de defectos que hace mínima la energía libre depende de:
La temperatura: supongamos que la temperatura no influye en los valores de H ni de S, por tanto si hacemos el cálculo de la energía libre para dos temperaturas, T1 baja y T2 alta, obtenemos que la entalpía es común para los dos casos; la entropía también sería la misma para los dos casos, pero no el término entálpico, que depende de la temperatura. Cuando calculamos la energía libre obtenemos una curva para cada caso. La cantidad de defectos admisibles es mayor en T2 que en T1. Por tanto un aumento de la temperatura determina que aumente la concentración de defectos que hacen mínima la energía del sistema.
Tipo de defecto: aquel defecto que sea fácil de formar y cree mucho desorden existirá en mayor proporción en el sistema que aquel que sea necesario suministrarle mucha energía y no cree tanto desorden. Por ejemplo en el NaCl un defecto que está muy presente es el defecto Schottky mientras que en el AgCl es el defecto FrenKel.
MOISES PINEDACI 18694836CAF
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