Fehlverbindungen

Fehlverbindungen sind chemische Verbindungen, deren tatsächliche Zusammensetzung oder Struktur von der beabsichtigten Zielverbindung abweicht. Der Begriff wird vor allem in der anorganischen Chemie und der Materialwissenschaft verwendet, um Fälle zu beschreiben, in denen das ideale Verhältnis der Bestandteile, die richtige Kristallstruktur oder die Reinheit der Verbindung nicht erreicht wird.

Ursachen und Erscheinungsformen: Fehlverbindungen entstehen häufig durch Nicht-Stöchiometrie, Defekte im Kristallgitter oder das Vorhandensein unerwünschter Begleitphasen. Nicht-Stöchiometrie kann auftreten, wenn z. B. Metalloxide eine begrenzte Anzahl von Punktdefekten aufweisen oder Fremdatome in das Gitter eindringen. Typische Defekte sind Leerstellen (Vakanzen), Fremdatome oder Interstitien; Begleitphasen entstehen durch unvollständige Reaktion oder Phasen-Trennung.

Beispiele und Bedeutung: In der Metalloxid-Reihe treten häufig Fehlverbindungen auf, etwa Fe1−xO (Wustit), bei dem der Sauerstoff- oder Eisenanteil vom stöchiometrischen Verhältnis abweicht. Fehlverbindungen können zu veränderten physikalischen Eigenschaften führen, wie veränderter Leitfähigkeit, magnetischen Eigenschaften oder Farbveränderungen. In der Pharmazie und in der chemischen Industrie gelten sie oft als unerwünscht, weil sie Qualität, Stabilität oder Wirksamkeit beeinflussen können.

Nachweis und Kontrolle: Die Erkennung erfolgt durch Kristallstrukturanalyse (Röntgenbeugung), chemische Analysen und spektrale Verfahren, ergänzt durch Mikroskopie. Die Vermeidung oder Kontrolle erfolgt durch präzise Reaktionsbedingungen, Reinheit der Ausgangstoffe sowie sorgfältige Temperatur- und Druckführung und geeignete Aufarbeitung der Produkte.