Diferencia entre revisiones de «Química/Óxidos metálicos de transición no estequiométricos»

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== No estequiometría en la wustita ==
 
El óxido ferroso se conoce como wustita (FeO),y es,probablemente, el sólido no estequiométrico más ampliamente estudiado (sólo se tiene una fase estequiométrica si se prepara a 770ºC y 36kbar; 1 bar = 0.98Kp/cm<sup>2</sup>O = 1atm). Su estructura cristalinacri[[NaCl]]([[empaquetamiento escúbico la del NaCl(compacto|ECC]]) y su análisis químico demuestra que es no estequiométrica: siempre es deficiente en hierro. A medida que se aumenta la temperatura de preparación de la wustita lo hace también su rango de no estequiometría:
 
*a 600ºC varia entre Fe<sub>0.93</sub>O y Fe<sub>0.94</sub>O
*a 1000ºC entre Fe<sub>0.87</sub>O y Fe<sub>0.96</sub>O
 
La wustita es [[metaestable]] a temperatura ambiente, por lo que se forma a temperaturas altas, y ,después se enfría rápidamente,"quenching", para fijar las posiciones de los átomos dentro de la estructura tipo NaCl.Por debajo de 570ºC, la wustita desproporciona en [[α-Fe]] y [[Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>]], por lo que es necesario realizar este enfriamiento con aire líquido o nitrógeno líquido.
 
Hay dos maneras de explicar la deficiencia de hierro en una estructura con defectos. Podría haber vacantes de hierro, dando la fórmula Fe<sub>1-x</sub>O, o bien podría haber un exceso de oxígeno en posiciones intersticiales, con la fórmula FeO<sub>1+x</sub>.Una comparación de la densidad teórica y experimental del cristal nos permite distinguir entre éstas dos alternativas.
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Para concentraciones mayores de defectos se darán sistemas cada vez más complejos como los clusters 6:2, 8:3, o 16:5, que se distribuyen por toda la estructura.Por tanto, un cúmulo de defectos es una región del cristal donde los defectos forman una estructura ordenada; una de éstas recibe el nombre de cúmulo de Koch-Cohen y está definido por trece vacantes y cuatro intersticios tetraédricos, 13:4, siendo semejante a la estructura del Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>.La wustita queda definida como fragmentos estructurales de Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> dentro de la estructura del FeO (estructura tipo NaCl)
La inclusión de tales cúmulos dentro del FeO da lugar a la estructura no estequiométrica. La fórmula exacta del compuesto (el valor de x en Fe<sub>1-x</sub>O) dependerá de la separación promedio de estos cúmulos distribuidos dentro de la red cristalina. En el límite más rico en oxígeno, en donde la estructura entera está compuesta por estos cúmulos, hay una nueva estructura ordenada, casi Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>,que se basa en la estructura del compuesto original. Esta nueva estructura tiene su propia celda unitaria, más grande que la prístina y de menor simetría, que se llama [[superestructura]] derivada del NaCl.
[[Categoría:Química del estado sólido]]