Ionforbindelser er ikke usædvanligt skøre

Din startantagelse om, at ionforbindelser ofte er skøre, er misvisende. Mange, hvis ikke de fleste faste stoffer er skøre, uanset om de er ioniske eller ej.

Grundene til, at ting er skøre, har mere at gøre med materialets bulkstruktur og mindre at gøre med materialets kemiske sammensætning.

Tabelsalt er en ionisk forbindelse og er skør. Men diamant er også skør, selv om det er et molekylært fast stof, hvor alle kulstof-kulstof-bindinger er kovalente. Men smedet jern er stærkt og langt fra skørt. Rent kobber er blødt og formbart og ikke skørt. Nylon og Kevlar er det modsatte af skørt.

Styrke har mere eller mindre intet at gøre med at være skørt eller ej og er, korrekt defineret, et mål for evnen til at modstå deformation. Men det har næsten intet med sprødhed at gøre. Glas er meget stærkt, men ligesom salt er det meget skørt, hvilket er grunden til, at det er en dårlig idé at tabe telefonen på hårde overflader.

Stivhed er en bedre betegnelse for det modsatte af skørhed. Seje forbindelser kan deformere sig uden at splintre. Nylon er svagt, men sejt, kevlar er stærkt, men sejt, smedet jern er også stærkt og sejt. Men støbejern er stærkt, men skørt, hvilket giver et fingerpeg om, at den overordnede kemi ikke er alt.

Det, der rent faktisk giver seje forbindelser, er evnen til at afbøde ydre stress i materialets molekylære struktur. I mange polymerer kan bindingerne i de lange polymerkæder rotere og omarrangere sig selv for at afhjælpe denne belastning. I nogle metaller (smedejern, men ikke støbejern) indeholder metallets krystalstruktur defekter, som kan bevæge sig og omarrangere sig for at afhjælpe spændingskoncentrationer. I modsætning hertil kan glas og bordsalt ikke gøre det, og selv små overfladeridser koncentrerer spændingen og vokser hurtigt, hvilket får forbindelsen til at gå i stykker. De mangler en molekylær mekanisme til at afbøde de spændingskoncentrationer, der opstår ved små revner. Dette kan delvis afhjælpes ved mere komplekse behandlinger af forbindelsens overflade. “Stærkt” glas (som det Gorilla-glas, der anvendes til mobiltelefonskærme) anvender en proces, der behandler glasset for at skabe spænding i overfladen. Denne spænding minimerer spændingskoncentrationerne fra små overfladeridser og gør det resulterende glas meget stærkere (dette opnås undertiden ved bevidst at tilsætte ioner til glassets overflade).

Stivhed er et produkt af bulkmaterialet og ikke af bindingstypen af de molekyler eller atomer, som det består af.

Sammenfattende er sprødhed ikke en egenskab, der udelukkende er forbundet med ionforbindelser. De fleste krystaller er skøre. De forbindelser, der ikke er skøre, er ikke kendetegnet ved den involverede bindingstype, men ved komplekse mekanismer, der kan afhjælpe koncentrationen af spændinger i bulkforbindelsen. Så mange kovalente krystaller er skøre, ikke kun ioniske krystaller. Nogle metaller er skøre, men mange er det ikke.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.