Ποιες είναι οι μη -μαθητικές ενώσεις;

Μη-ηχομετρικές ενώσεις:ένα χημικό μυστήριο

Οι μη-ηχομετρικές ενώσεις είναι χημικές ενώσεις των οποίων οι ατομικές αναλογίες αποκλίνουν από τις απλές αναλογίες ολόκληρου αριθμού που αναμένονται από τη χημική τους φόρμουλα. Σκεφτείτε το έτσι:Φανταστείτε μια συνταγή για cookies που απαιτεί 2 φλιτζάνια αλεύρι και 1 φλιτζάνι ζάχαρη. Μια στοιχειομετρική ένωση θα είχε πάντα ακριβώς αυτή την αναλογία, ανεξάρτητα από το πόσα μπισκότα κάνετε. Ωστόσο, μια μη στεγαστική ένωση θα είχε μερικές φορές λίγο περισσότερο αλεύρι ή ζάχαρη, ή ακόμα λιγότερο, αλλάζοντας τις ακριβείς αναλογίες, αλλά όχι τη θεμελιώδη φύση του μπισκότου.

Ακολουθούν ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά των μη στεγανομετρικών ενώσεων:

* Μεταβλητή σύνθεση: Οι σχετικές ποσότητες στοιχείων μπορεί να ποικίλουν μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος, πράγμα που σημαίνει ότι ο ακριβής χημικός τύπος τους δεν μπορεί να αναπαρασταθεί με απλούς ολόκληρους αριθμούς.

* ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή: Αυτές οι ενώσεις συχνά έχουν ατέλειες ή ελαττώματα στο κρυσταλλικό πλέγμα τους. Αυτά τα ελαττώματα μπορούν να περιλαμβάνουν άτομα που λείπουν, επιπλέον άτομα ή άτομα που καταλαμβάνουν θέσεις που δεν πρέπει.

* Ασυνήθιστες ιδιότητες: Η αλλοιωμένη σύνθεση μπορεί να οδηγήσει σε μοναδικές ηλεκτρικές, μαγνητικές ή οπτικές ιδιότητες.

* εμφανίζονται συχνά σε στερεά: Οι μη-ηχομετρικές ενώσεις είναι πιο συχνές σε στερεά, ειδικά οξείδια μετάλλων, σουλφίδια και καρβίδια.

Παραδείγματα:

* οξείδιο σιδήρου (ii) (FEO): Η ιδανική φόρμουλα θα ήταν FEO, αλλά στην πραγματικότητα, συχνά αποκλίνει, έχοντας μια φόρμουλα πιο κοντά στο Fe _0.95 Ο. Αυτό οφείλεται στην παρουσία κενών θέσεων σιδήρου στο κρυσταλλικό πλέγμα.

* Διοξείδιο του τιτανίου (Tio 2 ): Ενώ η ιδανική φόρμουλα είναι tio 2 , μπορεί να σχηματίσει μια μη στεγτομετρική ένωση, Tio _2-x , όπου το x είναι ένα μικρό κλάσμα. Αυτό συμβαίνει λόγω της παρουσίας κενών θέσεων οξυγόνου.

* Οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO): Το οξείδιο του ψευδαργύρου μπορεί να υπάρχει ως ZnO 1+x , όπου το Χ είναι ένα μικρό κλάσμα, λόγω της παρουσίας υπερβολικών ατόμων οξυγόνου στο πλέγμα.

Γιατί υπάρχουν;

Οι μη-ηχομετρικές ενώσεις προκύπτουν λόγω ποικίλων παραγόντων, όπως:

* Σύνθεση υψηλής θερμοκρασίας: Κατά τη διάρκεια της σύνθεσης υψηλής θερμοκρασίας, τα άτομα μπορεί να γίνουν πιο κινητά και λιγότερο περιορισμένα στις ιδανικές τους κρυστάλλινες θέσεις, οδηγώντας σε ελαττώματα.

* Πίεση: Η υψηλή πίεση μπορεί επίσης να επηρεάσει τη δομή και τη σύνθεση των ενώσεων.

* ηλεκτροχημικές αντιδράσεις: Αυτές οι αντιδράσεις μπορούν να εισαγάγουν ελαττώματα με την προσθήκη ή την αφαίρεση των ατόμων.

* Doping: Η εκ προθέσεως εισαγωγή ακαθαρσιών μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μη ηχομετρικές ενώσεις.

Σημασία:

Οι μη-ηχομετρικές ενώσεις διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε διάφορες τεχνολογικές εφαρμογές:

* Κατάλυση: Πολλοί καταλύτες είναι μη-στεγιομετρικά υλικά, όπως το διοξείδιο του τιτανίου που χρησιμοποιούνται στη φωτοκαταταλτική.

* Ηλεκτρονικά: Οι μοναδικές ηλεκτρικές ιδιότητές τους τα καθιστούν χρήσιμα σε ημιαγωγούς και σε άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.

* Αισθητήρες: Χρησιμοποιούνται σε αισθητήρες αερίου λόγω της ικανότητάς τους να αλλάζουν τις ιδιότητές τους ως απάντηση σε διαφορετικά αέρια.

Στην ουσία, οι μη στεγιομετρικές ενώσεις είναι μια συναρπαστική περιοχή χημείας, υπογραμμίζοντας την ευελιξία και την πολυπλοκότητα της χημικής σύνδεσης. Αντιπροσωπεύουν μια εξαίρεση από τον τυπικό κανόνα της σταθερής στοιχειομετρίας και προσφέρουν πολύτιμες γνώσεις στον κόσμο της επιστήμης και της τεχνολογίας των υλικών.