KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

8.1.1 Materjalid üldvalemiga AX
Selliste materjalide korral on katioonide ja anioonide arv võrdne ning sõltuvalt raadiuste suhtest on
võimalikud 3 kristallvõret:
1) Keedusoola (NaCl) võre (joon 8-2).
Siin moodustavad suuremad ioonid – anioonid – TTK võre. Anioonide vahelistes oktaeedrilistes
tühimikes asuvad väiksemad katioonid. Kuna katioonide ja anioonide raadiuste suhe on vahemikus
0,4 – 0,7, siis on koordinatsiooniarv 6, kuna rohkem anioone ühe katiooni vahetusse lähedusse ei
mahu (vt ka joon 8-1)
Peale NaCl omavad sellist struktuuri veel LiF, MgO, FeO.
2) Tseesiumkloriidi (CeCl) võre (joon 8-3).
Siin on katioonide ja anioonide raadiused lähedased ning seetõttu on võimalik koordinatsiooniarv 8
(vt ka joon 8-1). Kristallvõre ei ole RTK. Kui vaadata eraldi anioonide kristallvõret, siis see
moodustab lihtsa kuubilise võre ja anioonide vahelistes tühimikes asuvad katioonid. Veel võib sellist
võret kirjeldada kui kaht lihtsat kuubilist võret (ühe moodustavad anioonid, teise katioonid), mis on
teineteise suhtes nihutatud ½ kuubi diagonaali võrra.
3) Sfaleriidi (üks ZnS modifikatsioon) võre (joon 8-4).
Siin on katioonid tunduvalt väiksemad kui anioonid ja koordinatsiooni arv on ainult 4. Anioonid
moodustavad jälle TTK võre ja katioonid asuvad anioonide vahelistes tetraeedrilistes tühimikes (vt
ka joon 8-1). Võret võib kirjeldada ka nii, et ka katioonid moodustavad TTK võre, mis on nihutatud
anioonide võre suhtes ¼ kuubi diagonaali võrra.
Sfaleriidi struktuur on väga iseloomulik pooljuhtidele. Sellist struktuuri omab veel SiC.
8.1.2 Materjalid üldvalemiga A m X n ja A m B n X p
Siin on erinevat tüüpi materjale. Näiteks A m X n hulgas võivad olla AX 2 , A 2 X, AX 3 , A 3 X, A 2 X 3 ,
A 3 X 2 tüüpi jne.
AX 2 tüüpi materjali näiteks on CaF 2 . Tema struktuur on tegelikult sarnane CeCl struktuuriga (joon
8-5). Seal moodustavad fluori ioonid lihtsa kuubilise võre. Poolte kuupide tsentrites asuvad Ca
ioonid, pooltel ei ole tsentris midagi. Need ei ole vakantsid – seal ei peagi midagi olema, kuna Ca
ioone on poole vähem kui F ioone.
A 2 X 3 tüüpi materjali näiteks on Al 2 O 3 .
Veel keerulisemad on A m B n X p tüüpi materjalid, mis sisaldavad kahte katiooni – A ja B – ning ühte
aniooni X.
Näiteks BaTiO 3 (baariumtitanaat), mis sisaldab Ba 2+ , Ti 4+ ja O 2- ioone (joon 8-6). Ba ioonid
moodustavad lihtsa kuubilise võre. Igal tahu keskel on üks O ioon ja kuubi tsentris asub Ti ioon.
Näib, nagu oleks elementaarrakus 8 Ba iooni, 6 O iooni ja ainult üks Ti ioon. Tegelikult kuulub
elementaarrakku igast Ba ioonist 1/8, seega ka ainult üks ioon. Igast O ioonist kuulub
elementaarrakku pool, seega tegelikult 3 iooni. Ioonide suhe tuleb 1:1:3, nagu näitab ka keemiline
valem. Kuna Ba ja O ioonid on peaaegu ühesuurused, siis võib sellist võret käsitleda kui TTK võret,
36