Ionic compounds are not unusual in being brittle
Ionic compounds are frequently brittle というあなたの最初の仮定は誤解を招きます。 ほとんどの固体は、イオン性であろうとなかろうと、もろいものです。
ものがもろい理由は、材料のバルク構造に関係があり、材料の化学組成にはあまり関係がありません。 しかし、ダイヤモンドも、炭素-炭素結合がすべて共有結合である分子性固体であるにもかかわらず、もろいのです。 しかし鍛鉄は強く、脆いとは程遠い。 純銅は柔らかく可鍛性に富み、脆くはない。 404>
強度は脆いかどうかとは多かれ少なかれ関係があり、正しく定義すれば、変形に抵抗する能力の尺度である。 しかし、これは脆さとはほとんど無関係である。 ガラスは非常に強いですが、塩のように非常にもろいので、携帯電話を硬い表面に落とすのはよくありません。
Toughness は、もろさの反対を表すよりよい用語です。 靭性の高い化合物は、粉々にならずに変形することができます。 ナイロンは弱いが靭性がある、ケブラーは強いが靭性がある、鍛鉄も強いが靭性がある。 しかし、鋳鉄は強いけれどももろいので、全体の化学的性質がすべてではないことを示唆しています。 多くのポリマーでは、長いポリマー鎖の結合が回転し、その応力を緩和するために自己再配置することができます。 一部の金属（鍛鉄はあるが鋳鉄はない）では、金属の結晶構造に欠陥があり、それが移動したり再配列したりして応力集中を緩和することができる。 一方、ガラスや食卓塩はそれができず、表面の小さな傷でも応力が集中し、急速に成長して化合物を粉砕してしまう。 小さなクラックによる応力集中を緩和する分子メカニズムがないのだ。 これは、化合物の表面をより複雑に処理することで、部分的に克服することができる。 携帯電話の画面に使われているゴリラガラスのような「強い」ガラスは、ガラス表面に張力を発生させる処理をしている。 その張力は、表面の小さな傷による応力集中を最小限に抑え、結果としてガラスをはるかに強くします (これは、ガラスの表面に意図的にイオンを加えることによって達成されることがあります)。
まとめ：脆さは、それを構成する分子や原子の結合型ではなく、バルク材料の産物である。 ほとんどの結晶はもろい。 脆くない化合物は、関与する結合の種類によって区別されるのではなく、バルク化合物における応力の集中を緩和することができる複雑なメカニズムによって区別されるのである。 したがって、イオン性結晶だけでなく、共有結合性結晶の多くも脆い。 金属にも脆いものがありますが、多くはそうではありません
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