Difetti cristallini stechiometrici (intrinseci): Frenkel e Schottky

I difetti stechiometrici preservano il rapporto catione:anione complessivo del composto. Nascono da vibrazione termica/entropia — nessuna impurità necessaria.

Difetto Frenkel

• Catione (solitamente più piccolo) lascia sito reticolare → sito interstiziale.
• Crea coppia vacanza-interstiziale.
• Comune in AgCl, AgBr, ZnS (catione << anione).
• Densità invariata (massa/volume costante).
• Aumenta conduttività ionica (cationi interstiziali mobili).

Difetto Schottky

• Coppia ioni carichi opposti (catione + anione) mancanti da reticolo.
• Mantiene neutralità carica.
• Comune in NaCl, KCl, CsCl (dimensioni ioni simili, alta coordinazione).
• Densità diminuisce (massa ↓, volume ~costante).
• Aumenta conduttività ionica (migrazione vacanze).

Termodinamica

Concentrazione equilibrio: n/N = exp(–E_f/2kT) per Schottky; exp(–E_f/kT) per Frenkel. E_f = energia formazione. Aumenta esponenzialmente con temperatura.

Contrasto: Difetti non-stechiometrici

Coinvolgono deviazione da rapporto ideale (es. Fe₁₋ₓO, vacanze ossigeno in TiO₂). Richiedono compensazione carica (valenza mista, ioni interstiziali).