ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
17
нения принципа электронейтральности в нестехиометрическом оксиде же-
леза?
Самое простое решение можно найти, если предположить, что в уз-
лах кристаллической решетки находятся ионы с целочисленными зарядами
Fe
2+
и O
2−
. В этом случае принцип электронейтральности будет соблюден,
если часть ионов Fe
2+
повысит степень окисления до Fe
3+
. Тогда, если обо-
значить количество ионов Fe
3+
через y, можно записать формулу несте-
хиометрического оксида железа следующим образом:
Fe
2+
1-х-у
Fe
3+
у
O.
Теперь величину у можно выразить через х, записав новое уравнение
электронейтральности:
│+2│·(1-х-у)+│+3│·у =│-2│,
откуда у = 2х и формула оксида железа приобретает вид Fe
2+
1-3х
Fe
3+
2х
S
2−
.
Теперь, приняв, что х = 0,05, получим конкретную формулу для дан-
ного состава оксида:
Fe
2+
(1-3·0,05)
Fe
3+
2·0,05
S
2-
= Fe
2+
0,85
Fe
3+
0,1
S
2-
Проверим соблюдение в данной формуле принципа электроней-
тральности:
│+2│·0,85+│+3│· 0,1=│-2│,
т. е. │+2│=│-2│ – принцип электронейтральности соблюден.
Подводя итоги, ещё раз отметим, что, несмотря на эндотермичность
процессов дефектообразования, они протекают самопроизвольно при тем-
пературах выше 0 К за счет роста в этом направлении конфигурационной
энтропии (энтропии смешения). Поэтому каждой температуре в кристалле
соответствует своя равновесная концентрация точечных дефектов, которая
экспоненциально увеличивается с повышением температуры. Таким обра-
зом, реальные кристаллы всегда содержат определенную концентрацию
точечных дефектов, которые влияют на физико-химические, электрические
и другие структурно-чувствительные свойства твердого тела.
нения принципа электронейтральности в нестехиометрическом оксиде же-
леза?
Самое простое решение можно найти, если предположить, что в уз-
лах кристаллической решетки находятся ионы с целочисленными зарядами
Fe2+ и O2−. В этом случае принцип электронейтральности будет соблюден,
если часть ионов Fe2+ повысит степень окисления до Fe3+. Тогда, если обо-
значить количество ионов Fe3+ через y, можно записать формулу несте-
хиометрического оксида железа следующим образом:
Fe2+ 1-х-у Fe3+у O.
Теперь величину у можно выразить через х, записав новое уравнение
электронейтральности:
│+2│·(1-х-у)+│+3│·у =│-2│,
откуда у = 2х и формула оксида железа приобретает вид Fe2+1-3хFe3+2хS2−.
Теперь, приняв, что х = 0,05, получим конкретную формулу для дан-
ного состава оксида:
Fe2+(1-3·0,05) Fe3+ 2·0,05 S2- = Fe2+0,85 Fe3+0,1 S2-
Проверим соблюдение в данной формуле принципа электроней-
тральности:
│+2│·0,85+│+3│· 0,1=│-2│,
т. е. │+2│=│-2│ – принцип электронейтральности соблюден.
Подводя итоги, ещё раз отметим, что, несмотря на эндотермичность
процессов дефектообразования, они протекают самопроизвольно при тем-
пературах выше 0 К за счет роста в этом направлении конфигурационной
энтропии (энтропии смешения). Поэтому каждой температуре в кристалле
соответствует своя равновесная концентрация точечных дефектов, которая
экспоненциально увеличивается с повышением температуры. Таким обра-
зом, реальные кристаллы всегда содержат определенную концентрацию
точечных дефектов, которые влияют на физико-химические, электрические
и другие структурно-чувствительные свойства твердого тела.
17
