Iontové sloučeniny nejsou neobvyklé tím, že jsou křehké

Váš výchozí předpoklad, že iontové sloučeniny jsou často křehké, je zavádějící. Mnoho, ne-li většina pevných látek je křehkých, ať už jsou iontové nebo ne.

Důvody, proč jsou věci křehké, mají více co do činění s objemovou strukturou materiálu a méně s chemickým složením materiálu.

Stolní sůl je iontová sloučenina a je křehká. Ale diamant je také křehký, přestože je to molekulární pevná látka, kde jsou všechny vazby uhlík-uhlík kovalentní. Ale kované železo je pevné a zdaleka ne křehké. Čistá měď je měkká a kujná a není křehká. Nylon a kevlar jsou opakem křehkosti.

Pevnost víceméně nesouvisí s tím, zda je či není křehká, a správně definovaná je mírou schopnosti odolávat deformaci. Ta však s křehkostí téměř nesouvisí. Sklo je velmi pevné, ale stejně jako sůl velmi křehké, což je důvod, proč je pád telefonu na tvrdý povrch špatný nápad.

Tvrdost je lepší termín pro opak křehkosti. Tvrdé sloučeniny se mohou deformovat, aniž by se roztříštily. Nylon je slabý, ale houževnatý, kevlar je silný, ale houževnatý, kované železo je také silné a houževnaté. Ale litina je pevná, ale křehká, což poskytuje náznak, že celkový chemismus není všechno.

To, co ve skutečnosti dělá houževnaté sloučeniny, je schopnost zmírnit vnější napětí v molekulární struktuře materiálu. V mnoha polymerech se mohou vazby v dlouhých polymerních řetězcích otáčet a přeskupovat, aby toto napětí zmírnily. V některých kovech (kované železo, ale ne litina) obsahuje krystalová struktura kovu defekty, které se mohou pohybovat a přeskupovat, aby zmírnily koncentraci napětí. Naproti tomu sklo a kuchyňská sůl to nedokážou a i malé povrchové škrábance koncentrují napětí a rychle rostou, což způsobuje roztříštění sloučeniny. Chybí jim molekulární mechanismus, který by zmírnil koncentraci napětí způsobenou malými trhlinami. To lze částečně překonat složitějšími úpravami povrchu sloučeniny. „Silná“ skla (jako je gorilí sklo používané pro displeje mobilních telefonů) využívají proces, který sklo upravuje tak, aby na jeho povrchu vzniklo napětí. Toto napětí minimalizuje koncentraci napětí z malých povrchových škrábanců a činí výsledné sklo mnohem pevnějším (toho se někdy dosahuje záměrným přidáváním iontů do povrchu skla).

Tvrdost je produktem objemového materiálu, nikoli typu vazby molekul nebo atomů, které jej tvoří.

Shrnem lze říci, že křehkost není vlastnost spojená výhradně s iontovými sloučeninami. Křehká je většina krystalů. Ty sloučeniny, které nejsou křehké, se nevyznačují typem příslušné vazby, ale složitými mechanismy, které mohou zmírnit koncentraci napětí v objemové sloučenině. Křehké jsou tedy mnohé kovalentní krystaly, nejen iontové. Některé kovy jsou křehké, i když mnohé z nich křehké nejsou

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.