Dlaczego tak wiele związków jonowych jest kruchych?

Kryształy jonowe są twarde z powodu ciasnych sieci upakowania, powiedzmy, jony dodatnie i ujemne są silnie połączone między sobą.
Tak więc, jeśli na kryształ jonowy zostanie przyłożony nacisk mechaniczny, jony o podobnych ładunkach mogą być zmuszone do zbliżenia się siebie nawzajem.
Robiąc to, odpychanie elektrostatyczne może wystarczyć do całkowitego rozerwania lub dezorientacji infrastruktury sieciowej. W ten sposób nadanie kruchego charakteru.

Komentarze

• To nie jest dobre wyjaśnienie. Dlaczego diament jest kruchy? Nie jest ' t jonowy.
• @matt_black quora.com/Why-is-the-diamond- twarde, ale kruche

Są kruche, ponieważ bardzo trudno o zwichnięcia poruszać się po sieci krystalicznej. Dyslokacje są tym, co pośredniczy w odkształcaniu plastycznym w kryształach, więc fakt, że tworzenie i przemieszczanie dyslokacji w krysztale jonowym pociąga za sobą ogromną karę energetyczną, oznacza, że kryształ jonowy ulegnie kruchemu pęknięciu.

Związki jonowe nie są niczym niezwykłym, ponieważ są kruche

Twoje początkowe założenie, że związki jonowe są często kruche, jest mylące. Wiele, jeśli nie większość, ciał stałych jest kruchych, jonowych lub nie.

Powody, dla których są kruche, mają więcej wspólnego z masową strukturą materiału, a mniej z substancją chemiczną skład materiału.

Sól kuchenna jest związkiem jonowym i jest krucha. Ale diament jest również kruchy, mimo że jest cząsteczkowym ciałem stałym, w którym wszystkie wiązania węgiel-węgiel są kowalencyjne. Ale kute żelazo jest mocne i dalekie od kruchości. Czysta miedź jest miękka, plastyczna i niekrucha. Nylon i Kevlar są przeciwieństwem kruchego.

Wytrzymałość jest mniej więcej związana z tym, czy jest krucha, czy nie, a właściwie zdefiniowana jest miarą odporności na odkształcenia. Ale to prawie nie ma związku z kruchością. Szkło jest bardzo mocne, ale podobnie jak sól bardzo kruche, dlatego upuszczenie telefonu na twarde powierzchnie to zły pomysł.

Lepszym określeniem dla przeciwieństwa kruchości jest wytrzymałość. Twarde związki mogą się odkształcać bez pękania. Nylon jest słaby, ale twardy, kevlar jest mocny, ale twardy, kute żelazo jest również mocne i wytrzymałe. Ale żeliwo jest mocne, ale kruche, co daje wskazówkę, że ogólna chemia to nie wszystko.

To, co w rzeczywistości tworzy twarde związki, to zdolność do łagodzenia zewnętrznych naprężeń w strukturze molekularnej materiału. polimery, wiązania w długich łańcuchach polimeru mogą się obracać i zmieniać ich położenie w celu złagodzenia tego naprężenia. W przypadku niektórych metali (kutego żelaza, ale nie żeliwa) struktura krystaliczna metalu zawiera defekty, które mogą się przemieszczać i zmieniać w celu zmniejszenia koncentracji naprężeń. szkło i sól kuchenna nie mogą tego zrobić, a nawet małe zadrapania na powierzchni koncentrują naprężenia i szybko rosną, powodując rozpadanie się związku. Brakuje im molekularnego mechanizmu łagodzenia koncentracji naprężeń spowodowanych małymi pęknięciami. Można temu częściowo zaradzić bardziej złożoną obróbką powierzchni związku. " Mocne " szkło (takie jak szkło Gorilla używane do ekranów telefonów komórkowych) wykorzystuje proces, który traktuje szkło w celu wytworzenia napięcia na powierzchni . To napięcie minimalizuje koncentrację naprężeń spowodowanych małymi zarysowaniami powierzchni i sprawia, że powstałe szkło jest znacznie mocniejsze (czasami osiąga się to przez celowe dodanie jonów do powierzchni szkła).

Twardość jest wynikiem materiału sypkiego, a nie typu wiązania cząsteczek lub atomów, z których się składa.

Podsumowując, kruchość nie jest właściwością związaną wyłącznie ze związkami jonowymi. Większość kryształów jest krucha. Te związki, które nie są kruche, nie są rozróżniane na podstawie typu wiązania , ale przez złożone mechanizmy, które mogą złagodzić koncentrację naprężenia w masie. Tak wiele kryształów kowalencyjnych jest kruchych, a nie tylko jonowych. Niektóre metale są kruche, ale wiele nie.