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与一般的化学反应相类似,书写缺陷反应方程式时,应该遵循下列基本原则:
(1)位置关系
(2)质量平衡
(3)电中性
(1)位置关系:
在化合物MaXb中,无论是否存在缺陷,其正负离子位置数(即格点数)的之比始终是一个常数a/b,即:M的格点数/X的格点数a/b。如NaCl结构中,正负离子格点数之比为1/1,Al2O3中则为2/3。
注意:
位置关系强调形成缺陷时,基质晶体中正负离子格点数之比保持不变,并非原子个数比保持不变。
在上述各种缺陷符号中,VM、VX、MM、XX、MX、XM等位于正常格点上,对格点数的多少有影响,而Mi、Xi、e,、h·等不在正常格点上,对格点数的多少无影响。
形成缺陷时,基质晶体中的原子数会发生变化,外加杂质进入基质晶体时,系统原子数增加,晶体尺寸增大;基质中原子逃逸到周围介质中时,晶体尺寸减小。
(2)质量平衡:与化学反应方程式相同,缺陷反应方程式两边的质量应该相等。需要注意的是缺陷符号的右下标表示缺陷所在的位置,对质量平衡无影响。
(3)电中性:电中性要求缺陷反应方程式两边的有效电荷数必须相等。

(1)杂质(组成)缺陷反应方程式──杂质在基质中的溶解过程
杂质进入基质晶体时,一般遵循杂质的正负离子分别进入基质的正负离子位置的原则,这样基质晶体的晶格畸变小,缺陷容易形成。在不等价替换时,会产生间隙质点或空位。
例1·写出NaF加入YF3中的缺陷反应方程式
以正离子为基准,反应方程式为:
以负离子为基准,反应方程式为:
以正离子为基准,缺陷反应方程式为:
以负离子为基准,则缺陷反应方程式为:
例2·写出CaCl2加入KCl中的缺陷反应方程式
基本规律:
低价正离子占据高价正离子位置时,该位置带有负电荷,为了保持电中性,会产生正离子空位或间隙正离子。
高价正离子占据低价正离子位置时,该位置带有正电荷,为了保持电中性,会产生负离子空位或间隙负离子。
例3·MgO形成肖特基缺陷
MgO形成肖特基缺陷时,表面的Mg2+和O2-离子迁移到表面新位置上,在晶体内部留下空位:
MgMgsurface+OOsurfaceMgMgnewsurface+OOnewsurface+
以零O(naught)代表无缺陷状态,则:
O
(2)热缺陷反应方程式