Związki jonowe nie są niezwykłe w byciu kruchym
Twoje założenie wyjściowe, że związki jonowe są często kruche jest mylące. Wiele, jeśli nie większość, ciała stałe są kruche, jonowe lub nie.
Powody, dla których rzeczy są kruche mają więcej do czynienia z masowej struktury materiału i mniej do czynienia z chemicznym makijażu materiału.
Sól kuchenna jest związkiem jonowym i jest krucha. Ale diament jest również kruche, mimo że jest molekularne stałe, gdzie wszystkie węgiel-węgiel wiązania są kowalencyjne. Ale kute żelazo jest silny i daleko od kruchości. Czysta miedź jest miękka i plastyczna, a nie krucha. Nylon i Kevlar są przeciwieństwem brittle.
Wytrzymałość jest mniej lub bardziej niezwiązane z byciem kruchym lub nie i, zdefiniowane prawidłowo, jest miarą zdolności do oporu deformacji. Ale to jest prawie nie związane z kruchości. Szkło jest bardzo silny, ale jak sól, bardzo kruchy, który jest dlaczego upuszczając telefon na twardych powierzchniach jest zły pomysł.
Toughness jest lepszym terminem dla przeciwieństwa kruchości. Twarde związki mogą deformować się bez roztrzaskiwania. Nylon jest słaby, ale wytrzymały, kevlar jest mocny, ale wytrzymały, kute żelazo jest również mocne i wytrzymałe. Ale żeliwo jest mocne, ale kruche, dając wskazówkę, że ogólna chemia to nie wszystko.
To, co faktycznie sprawia, że związki są twarde, to zdolność do łagodzenia zewnętrznego stresu w strukturze molekularnej materiału. W wielu polimerach, wiązania w długich łańcuchach polimerowych mogą się obracać i zmieniać swój układ, aby złagodzić to naprężenie. W niektórych metalach (kute żelazo, ale nie żeliwo) struktura krystaliczna metalu zawiera defekty, które mogą się przemieszczać i zmieniać układ, aby zmniejszyć koncentrację naprężeń. W przeciwieństwie do tego szkło i sól kuchenna nie mogą tego zrobić i nawet małe zadrapania powierzchniowe koncentrują naprężenia i szybko rosną powodując rozpad związku. Brakuje im mechanizmu molekularnego, który łagodziłby koncentrację naprężeń spowodowaną przez małe pęknięcia. Można to częściowo przezwyciężyć poprzez bardziej złożoną obróbkę powierzchni związku. W „mocnym” szkle (takim jak szkło Gorilla stosowane w ekranach telefonów komórkowych) stosuje się proces, w którym szkło poddawane jest obróbce w celu wytworzenia naprężeń na powierzchni. Napięcie to minimalizuje koncentracje naprężeń od małych zarysowań powierzchni i sprawia, że powstałe szkło jest znacznie mocniejsze (jest to czasami osiągane przez celowe dodawanie jonów do powierzchni szkła).
Twardość jest produktem materiału objętościowego, a nie typu wiązania cząsteczek lub atomów, które go tworzą.
Podsumowując, kruchość nie jest właściwością związaną wyłącznie ze związkami jonowymi. Większość kryształów są kruche. Te związki, które nie są kruche nie są wyróżnione przez rodzaj wiązania zaangażowanych, ale przez złożone mechanizmy, które mogą złagodzić stężenie stresu w związku masowego. Tak wiele kryształów kowalencyjnych są kruche, nie tylko jonowe. Niektóre metale są kruche, choć wiele nie są.
.