Composts no estequiomètrics

Archiu:Defecttypes.png

Orige del fenomen del títul de l'artícul en defectes cristalográficos. Es mostra un brot bidimensional a través d'un sistema cristalí cúbic primitiu que mostra la disposició quadrada regular d'àtoms en una cara (círculs oberts, o), i en estos, llocs a on falten àtoms d'un lloc regular per a crear vacants, desplaçats a un espai acceptable adjacent per a crear un parell de Frenkel, o substituïts per un àtom més chicotet o més gran que no es veu normalment (círculs tancats, - ), en cada cas resultant en un material que es mou cap a ser mensurablemente no estequiomètric.

Els composts no estequiomètrics o bertólidos són un tipo de composts químics en els quals els elements que els formen no mantenen proporcions simples i sanceres, sino mixtes i variables. El nom de bertólidos prové del químic francés Claude Louis Berthollet, qui va mantindre una llarga polèmica en el també químic francés Louis Proust sobre la composició de les substàncies. Proust va acabar prevalent en la seua definició de composts estequiomètrics, els més freqüents, i va enunciar la llei de les proporcions definides, fonamental per a que el químic anglés John Dalton elaborara la seua teoria atòmica. Els composts estequiomètrics es denominen també daltónidos.

Mentres els composts que formen molècules discretes complixen la llei de Proust, en sòlits no moleculars en estructures cristalográficas definides poden aparéixer defectes per absència, tongada o canvi en l'estat d'oxidació d'algun dels elements. Només afecten a les proporcions aquelles imperfeccions anomenades no estequiomètriques, i que apareixen sobretot en òxits i sulfur de metals de transició per la capacitat del metal d'existir en més d'un estat d'oxidació.

El cas més conegut és el del òxit de ferro, LLEIG, constituït per un empaquetamiento cúbic compacte de ions òxit en tots els buits octaèdrics plens en principi de ions Fe²⁺. En realitat alguns dels llocs estan vacants, mentres uns atres, els suficients per a mantindre la neutralitat elèctrica, contenen ions Fe³⁺, en lo que l'estequiometría real se situa entre Fe_0,84O i Fe_0,95O. Un atre eixemple clàssic és el de l'òxit de titani, TiO, que presenta composicions variables entre Tu_0,74O i Tu_1,67O depenent de la pressió de l'oxigen gaseós usat en preparar el material. Atres composts com el NaCl i el CdO, a pesar de no tindre metals en varis número poden donar lloc també a este tipo de defectes.

Les imperfeccions, encara que tenen poca influència en les propietats químiques de la substància, sí poden afectar crucialment a les seues propietats físiques, com les elèctriques, magnètiques, òptiques i mecàniques. Els defectes que resulten de la presència d'impurees constituïxen la base de la tecnologia electrònica de l'estat sòlit, com per eixemple la dels semiconductors. Un eixemple és el cristal de germani, que pot contaminar-se en traces de gali o arsènic creant buits o partícules electròniques que definixen les bandes de semiconducción de càrrega.