Mesmo quando os compostos iônicos são fortes (por exemplo, rubis e safiras), eles não são nem maleáveis nem dúcteis, e se estresse suficiente é colocado sobre eles, eles se quebrarão, não se dobrarão. Por que isso?
Comentários
- Eu ' não tenho certeza de que caracterizaria a safira como um composto iônico. Mas, a pergunta é boa e aponta para a ciência dos materiais e a metalurgia, então ' vou contemplá-la.
- Feira sobre safiras / rubis. Mas eram as coisas mais difíceis com um metal e não metal que eu poderia inventar em um curto espaço de tempo.
Resposta
Os cristais iônicos são duros por causa de redes de empacotamento apertadas, digamos, os íons positivos e negativos estão fortemente ligados entre si.
Portanto, se a pressão mecânica for aplicada a um cristal iônico, os íons de cargas semelhantes podem ser forçados a se aproximar de uns aos outros.
Agora, ao fazer isso, a repulsão eletrostática pode ser suficiente para dividir ou desorientar completamente a infraestrutura da rede. Transmitindo assim o caráter frágil.
Comentários
- Esta não é uma boa explicação. Por que o diamante é frágil? Não é ' t iônico.
- @matt_black quora.com/Why-is-the-diamond- duros e frágeis
Resposta
Eles são frágeis porque são muito difíceis de deslocamentos para se mover através da estrutura cristalina. Os deslocamentos são o que medeiam a deformação plástica nos cristais, então o fato de que criar e mover um deslocamento em um cristal iônico incorre em uma grande penalidade de energia significa que um cristal iônico sofrerá uma fratura frágil.
Resposta
Compostos iônicos não são incomuns por serem quebradiços
Sua suposição inicial de que os compostos iônicos são freqüentemente frágeis é enganosa. Muitos, senão a maioria, os sólidos são frágeis, iônicos ou não.
As razões pelas quais as coisas são frágeis têm mais a ver com a estrutura a granel do material e menos a ver com o químico composição do material.
O sal de mesa é um composto iônico e é quebradiço. Mas o diamante também é frágil, apesar de ser um sólido molecular, onde todas as ligações carbono-carbono são covalentes. Mas o ferro forjado é forte e está longe de ser quebradiço. O cobre puro é macio e maleável e não quebradiço. Nylon e Kevlar são o oposto de frágil.
A força não está mais ou menos relacionada a ser frágil ou não e, definida de maneira adequada, é uma medida da capacidade de resistir à deformação. Mas isso quase não está relacionado à fragilidade. O vidro é muito forte, mas, como o sal, muito quebradiço. Por isso, deixar o telefone cair em superfícies duras é uma má ideia.
Resistência é um termo melhor para o oposto de fragilidade. Compostos resistentes podem deformar-se sem estilhaçar. O nylon é fraco, mas resistente, o kevlar é forte, mas resistente, o ferro forjado também é forte e resistente. Mas o ferro fundido é forte, mas frágil, dando uma dica de que a química geral não é tudo.
O que realmente contribui para os compostos resistentes é a capacidade de mitigar o estresse externo na estrutura molecular do material. Em muitos polímeros, as ligações nas longas cadeias de polímero podem girar e reorganizar-se para aliviar a tensão. Em alguns metais (ferro forjado, mas não ferro fundido), a estrutura cristalina do metal contém defeitos que podem se mover e reorganizar para aliviar as concentrações de tensão. Em contraste vidro e sal de cozinha não podem fazer isso e mesmo pequenos arranhões na superfície concentram o estresse e crescem rapidamente, fazendo com que o composto se estilhace. Eles carecem de um mecanismo molecular para mitigar as concentrações de estresse causadas por pequenas rachaduras. Isso pode ser parcialmente superado por tratamentos mais complexos da superfície do composto. " Vidro " forte (como o vidro gorila usado para telas de telefones celulares) usa um processo que trata o vidro para criar tensão na superfície . Essa tensão minimiza as concentrações de tensão de pequenos arranhões na superfície e torna o vidro resultante muito mais forte (isso às vezes é conseguido adicionando íons deliberadamente à superfície do vidro).
A rigidez é um produto do material a granel, não do tipo de ligação das moléculas ou átomos que o compõem.
Em resumo, a fragilidade não é uma propriedade exclusivamente associada aos compostos iônicos. A maioria dos cristais são quebradiços. Aqueles compostos que não são quebradiços não são distinguidos pelo tipo de ligação envolvida, mas por mecanismos complexos que podem aliviar a concentração de estresse no composto a granel. Muitos cristais covalentes são frágeis, não apenas os iônicos. Alguns metais são frágeis, mas muitos não.