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[[Datei:AgCl Frenkel defect.svg|miniatur|Zwei Frenkel-Defekte in einem [[Silberchlorid]]-Gitter]]
'''Frenkel-Defekte''' (auch: '''Frenkel-Fehlordnung''' oder '''Frenkel-Paare''') sind bestimmte, in [[Kristallgitter]]n vorkommende [[Gitterfehler]]. Sie zählen neben den [[Schottky-Defekt]]en zu den wichtigsten [[Punktfehler]]n. Sie sind nach dem russischen Physiker [[Jakow Iljitsch Frenkel]] benannt, der sie 1926 erstmals beschrieb.<ref>J. Frenkel: ''Über die Wärmebewegung in festen und flüssigen Körpern.'' In: ''Zeitschrift für Physik.'' 1926, 35, S. 652–669, {{DOI|10.1007/BF01379812}}.</ref>

== Beschreibung ==
Ein Frenkel-Defekt entsteht dadurch, dass ein [[Ion]] oder [[Atom]] seinen regulären Gitterplatz verlässt und auf eine normalerweise nicht besetzte Position im Kristallgitter wandert. Dadurch entstehen jeweils eine [[Leerstelle]] und ein [[Zwischengitteratom]] (bzw. ein Zwischengitterion). Dies ist durch die geringere Ordnung [[Entropie|entropisch]] günstiger, allerdings erhöht sich die Energie des Kristalls. So erhöht sich die Energie von [[Kupfer]] mit jeder Leerstelle um 1,2 [[Elektronenvolt|eV]], mit jedem Atom auf einem Zwischengitterplatz um 3,4 eV.<ref name="Leute">Ulrich Leute: ''Physik und ihre Anwendungen in Technik und Umwelt.'' 2. Auflage, Hanser Verlag, 2004, ISBN 978-3-4462-2884-9, S. 379.</ref> Da es energetisch günstiger ist, wenn das [[Atomradius|kleinere Atom]] auf einem Zwischengitterplatz liegt, finden sich Frenkel-Defekte in der Regel bei den [[Kation]]en eines Gitters, die kleiner sind als [[Anion]]en.

Frenkel-Defekte sind eine natürliche Eigenschaft vieler [[Ionenkristall]]e, d. h. sie liegen schon im [[Chemisches Gleichgewicht|chemischen Gleichgewicht]] vor. Die Konzentration der Leerstellen kann formal über eine Art [[Massenwirkungsgesetz]] beschrieben werden. Die Anzahl der Frenkel-Defekte nimmt mit steigender Temperatur zu.<ref>''Kristallbaufehler.'' In: ''Römpp Chemie Lexikon.'' Thieme Verlag, Stand März 2002.</ref>

== Vorkommen ==
Frenkel-Defekte finden sich vor allem in Strukturen, die größere unbesetzte Leerstellen wie [[Oktaederlücke]]n besitzen; hierzu zählen etwa die [[Sphalerit]]-, [[Spinell]]- und [[Fluorit]]struktur. In [[Chemische Verbindung|Verbindung]]en mit [[Natriumchlorid]]<nowiki></nowiki>struktur findet man dagegen nur selten Frenkel-Defekte, ein Beispiel hierfür ist Silberchlorid<ref name="Riedel"/>, während etwa [[Alkalimetall]][[halogenid]]e oder [[Erdalkalimetall]][[oxid]]e ''keine'' Frenkel-Defekte besitzen.<ref name="HoWi">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=1764}}</ref>

== Fluorit-Struktur ==
Der seltenere Fall, dass die meist größeren Anionen auf Zwischengitterplätzen liegen, wird häufig auch ''Anti-Frenkel-Defekt'' genannt. Er findet sich in vielen Verbindungen der [[Fluorit#Kristallstruktur|Fluorit]]struktur, bei der die Anionen in den kleineren [[Tetraederlücke]]n liegen und durch den Defekt in die größeren [[Oktaederlücke]]n gelangen.<ref name="Riedel">Ralf Alsfasser, [[Erwin Riedel]], C Janiak, H. J. Meyer: ''Moderne anorganische Chemie.'' 3. Auflage, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-1101-9060-1, S. 380.</ref>

== Entstehung ==
Frenkel-Defekte können durch verschiedene Prozesse entstehen. Zu diesen zählen<ref>Peter Kurzweil, Paul Scheipers: ''Chemie: Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente.'' 8. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2009, ISBN 978-3-8348-0341-2, S. 98.</ref>

* [[Kristallisation]]
* [[Abschrecken (Metallurgie)|Abschrecken]]
* [[Umformen]]
* [[Wärmebehandlung]]
* [[Radioaktivität|radioaktive]] Bestrahlung
* Schnitte durch [[Versetzung (Materialwissenschaft)|Versetzungslinien]].
Außerdem entstehen Defekte oberhalb des [[absoluter Nullpunkt|absoluten Nullpunkts]] ständig von selbst und verschwinden wieder, wenn durch [[Diffusion]] im Festkörper eine Leerstelle und ein Ion auf einem Zwischengitterplatz wieder aufeinandertreffen. Im [[thermodynamisches Gleichgewicht|thermodynamischen Gleichgewicht]] halten sich die beiden Prozesse die Waage.

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4155393-7}}

[[Kategorie:Gitterfehler]]
[[Kategorie:Festkörperchemie]]

Frenkel-Defekt - Versionsgeschichte

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