Почти всеки е виждал едно и също вещество в твърдо, течно и газообразно състояние най-късно до около петгодишна възраст: Това вещество е вода. Под определена температура (0 ° C или 32 ° F) водата съществува в „замръзнало“ състояние като твърдо вещество. Между 0 ° C и 100 ° C (32 ° F до 212 ° F), водата съществува като течност, а след точката на кипене от 100 ° C / 212 ° F, водата съществува като водна пара, като газ.
Други вещества, за които може да се сетите, че съществуват само в едно или друго физическо състояние, като парче метал също имат характерни точки на топене и кипене, които могат да бъдат доста екстремни по отношение на ежедневните температури на Земята.
The топене и точки на кипене на елементите, както много от техните физически характеристики, зависят до голяма степен от тяхното положение в периодичната таблица на елементите и следователно от атомния им номер. Но това е свободна връзка и друга информация, която можете да съберете от периодичната таблица на елементите, помага да се определи точката на топене на даден елемент.
Промени в състоянието в света на физическите науки
Когато твърдото вещество се премести от много студена температура към по-топла, молекулите му постепенно поемат повече кинетична енергия. Когато молекулите в твърдото вещество постигнат достатъчна средна кинетична енергия, веществото става a течност, при което веществото е свободно да променя формата си в съответствие със своя контейнер, както и земно притегляне. Течността се е разтопила. (Преминаването по обратния път, от течен към твърд, се нарича замразяване.)
В течно състояние молекулите могат да се "плъзгат" една след друга и не са фиксирани на място, но им липсва кинетичната енергия за излизане в околната среда. След като обаче температурата стане достатъчно висока, молекулите могат да избягат и да се отдалечат и веществото вече е газ. Само сблъсъците със стените на контейнера, ако има такива, и един с друг ограничават движението на газовите молекули.
Какво влияе върху точката на топене на елемент или молекула?
Повечето твърди вещества приемат форма на молекулярно ниво, наречена кристално твърдо вещество, направена от многократно подредени молекули, фиксирани на място, за да създадат кристална решетка. Централните ядра на участващите атоми остават на фиксирано разстояние един от друг в геометричен модел, като куб. Когато към еднакво твърдо вещество се добави достатъчно енергия, това преодолява енергията, "заключваща" атомите на място и те са свободни да се блъскат.
Различни фактори допринасят за температурите на топене на отделните елементи, така че позицията им в периодичната таблица е само грубо ръководство и трябва да се вземат предвид и други въпроси. В крайна сметка трябва да се консултирате с таблица като тази в Ресурсите.
Атомен радиус и точка на топене
Може да попитате дали по-големите атоми имат по същество по-високи точки на топене, тъй като е може би по-трудно да се разпаднат, тъй като в тях има повече материя. Всъщност тази тенденция не се наблюдава, тъй като преобладават други аспекти на отделните елементи.
Атомните радиуси на атомите са склонни да се увеличават от един ред на следващия, но да намаляват по дължината на реда. Точките на топене междувременно се увеличават през редовете до точка, след което рязко падат в определени точки. Въглеродът (атомен номер 6) и силиций (14) могат да образуват четири връзки с относителна лекота, но атомите, които стъпват нагоре на масата, не могат и в резултат на това те имат много по-ниски точки на топене.
Има ли тенденция на периодичната таблица на точката на кипене?
Съществува груба връзка между атомния номер и точката на кипене на елементите и с "скача" до по-ниски точки на кипене в редовете, последвано от увеличение, което се случва приблизително в същото места. Забележително е обаче, че точките на кипене на благородните газове в най-дясната колона (период 18) са едва по-високи от техните точки на топене. Неонът например съществува като течност само между 25 ° C и 27 ° C!