Ionische Verbindungen sind nicht ungewöhnlich spröde
Ihre anfängliche Annahme, dass ionische Verbindungen häufig spröde sind, ist irreführend. Viele, wenn nicht die meisten Feststoffe sind spröde, ob sie nun ionisch sind oder nicht.
Die Gründe, warum etwas spröde ist, haben mehr mit der Struktur des Materials zu tun und weniger mit der chemischen Zusammensetzung des Materials.
Tafelsalz ist eine ionische Verbindung und spröde. Aber auch Diamant ist spröde, obwohl er ein molekularer Festkörper ist, bei dem alle Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen kovalent sind. Aber geschmiedetes Eisen ist stark und keineswegs spröde. Reines Kupfer ist weich und verformbar und nicht spröde. Nylon und Kevlar sind das Gegenteil von spröde.
Festigkeit hat mehr oder weniger nichts damit zu tun, ob sie spröde ist oder nicht, und ist, richtig definiert, ein Maß für die Fähigkeit, Verformungen zu widerstehen. Aber das hat fast nichts mit Sprödigkeit zu tun. Glas ist sehr stark, aber wie Salz sehr spröde, weshalb es keine gute Idee ist, sein Telefon auf eine harte Oberfläche fallen zu lassen.
Zähigkeit ist ein besserer Begriff für das Gegenteil von Sprödigkeit. Zähe Verbindungen können sich verformen, ohne zu zerbrechen. Nylon ist schwach, aber zäh, Kevlar ist stark, aber zäh, geschmiedetes Eisen ist ebenfalls stark und zäh. Aber Gusseisen ist stark, aber spröde, was ein Hinweis darauf ist, dass die Gesamtchemie nicht alles ist.
Was zähe Verbindungen tatsächlich ausmacht, ist die Fähigkeit, externe Spannungen in der Molekularstruktur des Materials abzuschwächen. Bei vielen Polymeren können sich die Bindungen in den langen Polymerketten drehen und neu anordnen, um diese Belastung abzubauen. Bei einigen Metallen (Schmiedeeisen, aber nicht Gusseisen) enthält die Kristallstruktur des Metalls Defekte, die sich bewegen und neu anordnen können, um Spannungskonzentrationen abzubauen. Im Gegensatz dazu können Glas und Kochsalz dies nicht, und selbst kleine Oberflächenkratzer konzentrieren die Spannung und wachsen schnell an, so dass die Verbindung zerbricht. Ihnen fehlt ein molekularer Mechanismus, um die durch kleine Risse verursachten Spannungskonzentrationen abzubauen. Dies kann teilweise durch komplexere Behandlungen der Oberfläche der Verbindung überwunden werden. Bei „starkem“ Glas (wie dem Gorilla-Glas, das für Handy-Bildschirme verwendet wird) wird ein Verfahren eingesetzt, bei dem das Glas so behandelt wird, dass eine Spannung in der Oberfläche entsteht. Diese Spannung minimiert die Spannungskonzentrationen durch kleine Oberflächenkratzer und macht das resultierende Glas viel stärker (dies wird manchmal durch die absichtliche Zugabe von Ionen zur Glasoberfläche erreicht).
Die Zähigkeit ist ein Produkt des Massenmaterials und nicht der Bindungsart der Moleküle oder Atome, aus denen es besteht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sprödigkeit keine Eigenschaft ist, die nur mit ionischen Verbindungen verbunden ist. Die meisten Kristalle sind spröde. Diejenigen Verbindungen, die nicht spröde sind, zeichnen sich nicht durch die Art der Bindung aus, sondern durch komplexe Mechanismen, die die Konzentration von Spannungen in der Masse abmildern können. So sind viele kovalente Kristalle spröde, nicht nur ionische. Einige Metalle sind spröde, aber viele sind es nicht.