Anche quando i composti ionici sono forti (ad es. rubini e zaffiri), non sono minimamente malleabili né duttili e, se vengono sottoposti a sufficiente stress, si frantumeranno, non si piegheranno. Perché?
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- Non ' non sono sicuro di definire lo zaffiro come un composto ionico. Ma la domanda è buona che punta alla scienza dei materiali e alla metallurgia, quindi ' la contemplerò.
- Fiera di zaffiri / rubini. Ma erano le cose più difficili con un metallo e un non metallo che sono riuscito a trovare con breve preavviso.
Risposta
I cristalli ionici sono duri a causa di reticoli di imballaggio stretti, ad esempio, gli ioni positivi e negativi sono fortemente attaccati tra di loro.
Quindi, se la pressione meccanica viene applicata a un cristallo ionico, gli ioni di cariche simili potrebbero essere costretti ad avvicinarsi a a vicenda.
Ora, così facendo, la repulsione elettrostatica può essere sufficiente a dividere o disorientare completamente linfrastruttura reticolare. In tal modo impartendo il carattere fragile.
Commenti
- Questa non è una buona spiegazione. Perché il diamante è fragile? Non è ' ionico.
- @matt_black quora.com/Why-is-the-diamond- duro-ancora-fragile
Risposta
Sono fragili perché è molto difficile per le lussazioni per spostarsi attraverso il reticolo cristallino. Le dislocazioni sono ciò che media la deformazione plastica nei cristalli, quindi il fatto che la creazione e lo spostamento di una dislocazione in un cristallo ionico incorra in unenorme penalità di energia significa che un cristallo ionico subirà una frattura fragile.
Risposta
Non è raro che i composti ionici siano fragili
La tua ipotesi iniziale che i composti ionici siano spesso fragili è fuorviante. Molti, se non la maggior parte, dei solidi sono fragili, ionici o meno.
I motivi per cui le cose sono fragili hanno più a che fare con la struttura in massa del materiale e meno con la sostanza chimica composizione del materiale.
Il sale da tavola è un composto ionico ed è fragile. Ma il diamante è anche fragile nonostante sia un solido molecolare in cui tutti i legami carbonio-carbonio sono covalenti. Ma il ferro forgiato è forte e tuttaltro che fragile. Il rame puro è morbido e malleabile e non fragile. Il nylon e il kevlar sono lopposto del fragile.
La forza è più o meno indipendente dallessere fragile o meno e, definita correttamente, è una misura della capacità di resistere alla deformazione. Ma questo è quasi estraneo alla fragilità. Il vetro è molto resistente ma, come il sale, molto fragile, motivo per cui far cadere il telefono su superfici dure è una cattiva idea.
La durezza è un termine migliore per indicare lopposto di fragilità. I composti resistenti possono deformarsi senza frantumarsi. Il nylon è debole ma resistente, il kevlar è forte ma resistente, il ferro forgiato è anche forte e resistente. Ma la ghisa è forte ma fragile, fornendo un suggerimento che la chimica generale non è tutto.
Ciò che rende i composti resistenti è la capacità di mitigare lo stress esterno nella struttura molecolare del materiale. In molti polimeri, i legami nelle lunghe catene polimeriche possono ruotare e riorganizzarsi per alleviare lo stress. In alcuni metalli (ferro forgiato ma non ghisa) la struttura cristallina del metallo contiene difetti che possono spostarsi e riorganizzarsi per alleviare le concentrazioni di stress. Al contrario vetro e sale da cucina non possono farlo e anche piccoli graffi sulla superficie concentrano lo stress e crescono rapidamente causando la frantumazione del composto. Mancano di un meccanismo molecolare per mitigare le concentrazioni di stress causate da piccole crepe. Questo può essere in parte superato con trattamenti più complessi della superficie del composto. Il " Il vetro " resistente (come il vetro gorilla utilizzato per gli schermi dei telefoni cellulari) utilizza un processo che tratta il vetro per creare tensione sulla superficie . Questa tensione riduce al minimo le concentrazioni di stress da piccoli graffi superficiali e rende il vetro risultante molto più resistente (questo a volte si ottiene aggiungendo deliberatamente ioni alla superficie del vetro).
La durezza è un prodotto del materiale sfuso non del tipo di legame delle molecole o degli atomi che lo compongono.
In sintesi, la fragilità non è una proprietà associata in modo univoco ai composti ionici. La maggior parte dei cristalli è fragile. Quei composti che non sono fragili non si distinguono per il tipo di legame coinvolto ma da meccanismi complessi che possono alleviare la concentrazione di stress nel composto sfuso. Così tanti cristalli covalenti sono fragili non solo quelli ionici. Alcuni metalli sono fragili, mentre molti non lo sono.