非等計量比化合物

設在一個二元化合物晶體中,A、X兩種原子的組成比為X:A=n:m,化學式以A_mX_n,表示。相應的點陣濃度比值為r_L=[X]/[A]=n/m。實際晶體中,經常是X:A與n:m不等。這樣的化合物被稱為非等計量比化合物,它的組成表達式為A_mX_n(1+δ)。δ是一個很小的正值或負值。造成非等計量比的原因是存在間隙原子或離子和原子或離子空位缺陷或缺陷簇。缺陷簇是缺陷以某種方式締合而成,如Koch簇、 Bevan簇、Wllis簇等。

基本介紹

• 中文名：非等計量比化合物
• 套用領域：晶體化學
• 特點：實際晶體點陣濃度比與理論不同

非等計量比化合物的分類

從非等計量比化合物組成的非等計量性可分為以下幾種：

(1)MY_1-x型,x為一個小的分數,即缺負離子的非等計量比化合物

(2)M_1-xY,即缺正離子的非等計量比化合物

(3)M_1+xY型,即多了一些正離子的間隙型非等計量比化合物

(4)MY_1-2xY^,_2x或M_1-2xM^,_2xY,即存在正或負離子替換的非等計量比化合物

非等計量比化合物的特點

非等計量比化合物中的點缺陷或缺陷簇相互作用使空位或間隙原子在晶體中的排列趨於超晶格有序化,形成各種超晶格相。

非等計量比化合物還可形成晶體學剪下結構(CS結構)。CS結結構含有很多CS面,CS面兩側晶體結構相同,為剪下滑移關係,CS面內結構與兩側結構不同,成分不同,因此CS面的數量影響化學計量比。

非等計量比化合物多數為氧化物、硫屬化合物和鹵化合物等。晶體結構則多屬CaF₂型、NaCl型、TiO₂型、ZnS(閃鋅礦)型、NiAs型、 CaTiO₃型、CaWO₄(白鎢礦)型等。這些類型的化合物中,都是陰離子作最緊密堆積,陽離子充填其中的孔隙。在晶體生長過程中,陽離子多面體畸變,使負離子數目相對減少,從而形成非等計量比化合物。

非等計量比化合物的化學性質與等計量比化合物差別不大,但某些物理性質有大的差異,如SnO₂組成偏離化學計量比時由絕緣體變為半導體,導電性與偏離化學計量比的程度成正比。