Compușii ionici nu sunt neobișnuiți în a fi fragili

Supoziția de la care porniți, conform căreia compușii ionici sunt frecvent fragili, este înșelătoare. Multe, dacă nu majoritatea solidelor sunt fragile, ionice sau nu.

Motivele pentru care lucrurile sunt fragile au mai mult de-a face cu structura masivă a materialului și mai puțin cu compoziția chimică a materialului.

Sarea de masă este un compus ionic și este fragilă. Dar și diamantul este fragil în ciuda faptului că este un solid molecular în care toate legăturile carbon-carbon sunt covalente. Dar fierul forjat este puternic și departe de a fi fragil. Cuprul pur este moale și maleabil și nu este fragil. Nylonul și Kevlarul sunt opusul fragilității.

Rezistența nu are mai mult sau mai puțin legătură cu faptul de a fi fragil sau nu și, definită corect, este o măsură a capacității de a rezista la deformare. Dar acest lucru nu are aproape nicio legătură cu fragilitatea. Sticla este foarte rezistentă, dar, ca și sarea, foarte fragilă, motiv pentru care scăparea telefonului pe suprafețe dure este o idee proastă.

Treziciunea este un termen mai bun pentru opusul fragilității. Compușii duri se pot deforma fără a se sparge. Nailonul este slab, dar dur, kevlarul este puternic, dar dur, fierul forjat este, de asemenea, puternic și dur. Dar fonta este puternică, dar fragilă, oferind un indiciu că chimia generală nu este totul.

Ceea ce face de fapt compușii rezistenți este capacitatea de a atenua stresul extern în structura moleculară a materialului. În cazul multor polimeri, legăturile din lanțurile lungi de polimeri se pot roti și rearanja pentru a atenua acea tensiune. În unele metale (fier forjat, dar nu și fontă), structura cristalină a metalului conține defecte care se pot deplasa și rearanja pentru a atenua concentrațiile de stres. În schimb, sticla și sarea de masă nu pot face acest lucru și chiar și micile zgârieturi de suprafață concentrează stresul și cresc rapid, provocând spargerea compusului. Le lipsește un mecanism molecular care să atenueze concentrațiile de stres cauzate de fisurile mici. Acest lucru poate fi parțial depășit prin tratamente mai complexe ale suprafeței compusului. Sticla „rezistentă” (cum ar fi sticla gorilla folosită pentru ecranele telefoanelor mobile) utilizează un proces care tratează sticla pentru a crea tensiune în suprafață. Această tensiune minimizează concentrațiile de tensiuni cauzate de micile zgârieturi de la suprafață și face ca sticla rezultată să fie mult mai rezistentă (acest lucru se obține uneori prin adăugarea deliberată de ioni la suprafața sticlei).

Treziciunea este un produs al materialului în vrac, nu al tipului de legătură al moleculelor sau atomilor care îl compun.

În concluzie, fragilitatea nu este o proprietate asociată exclusiv cu compușii ionici. Majoritatea cristalelor sunt fragile. Acei compuși care nu sunt casante nu se disting prin tipul de legătură implicat, ci prin mecanisme complexe care pot atenua concentrația de tensiuni în compusul masiv. Așadar, multe cristale covalente sunt fragile, nu doar cele ionice. Unele metale sunt fragile, deși multe dintre ele nu sunt.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.