Næsten alle har set det samme stof i faste, flydende og luftformige tilstande senest i en alder af måske fem år: Det stof er vand. Under en bestemt temperatur (0 ° C eller 32 ° F) findes vand i en "frossen" tilstand som et fast stof. Mellem 0 ° C og 100 ° C (32 ° F til 212 ° F) findes vand som en væske, og forbi dets kogepunkt på 100 ° C / 212 ° F eksisterer vand som vanddamp, en gas.
Andre stoffer, som du måske tænker på, findes kun i en eller anden fysisk tilstand, såsom en metalbit har karakteristiske smelte- og kogepunkter, som kan være ret ekstreme i forhold til daglige temperaturer Jorden.
Det smelter og kogepunkter af elementer, ligesom mange af deres fysiske egenskaber, afhænger stort set af deres position i det periodiske system af grundstoffer og derfor af deres atomnummer. Men dette er et løst forhold, og andre oplysninger, du kan indsamle fra det periodiske system med elementer, hjælper med at bestemme et givet elements smeltepunkt.
Ændringer i staten i den fysiske videnskab
Når et fast stof bevæger sig fra en meget kold temperatur til en varmere, antager dets molekyler gradvist mere kinetisk energi. Når molekyler i det faste stof opnår en tilstrækkelig gennemsnitlig kinetisk energi, bliver stoffet a væske, hvor stoffet frit kan ændre form i overensstemmelse med dets beholder såvel som tyngdekraft. Væsken er smeltet. (At gå den anden vej, fra flydende til faststof, kaldes frysning.)
I flydende tilstand kan molekyler "glide" forbi hinanden og er ikke fast på plads, men mangler den kinetiske energi til at flygte ud i miljøet. Men når først temperaturen bliver tilstrækkelig høj, kan molekylerne undslippe og bevæge sig langt fra hinanden, og stoffet er nu en gas. Kun kollisioner med beholdervæggene, hvis nogen, og med hinanden begrænser gasmolekylernes bevægelse.
Hvad påvirker smeltepunktet for et element eller et molekyle?
De fleste faste stoffer antager en form på molekylært niveau kaldet et krystallinsk fast stof, lavet af et gentaget arrangement af molekyler fastgjort på plads for at skabe et krystalgitter. De centrale kerner i de involverede atomer forbliver i en fast afstand fra hinanden i et geometrisk mønster, såsom en terning. Når der tilføjes tilstrækkelig energi til et ensartet fast stof, overvinder dette energien, der "låser" atomerne på plads, og de kan frit skubbe omkring.
En række faktorer bidrager til smeltepunkterne for individuelle elementer, således at deres position på det periodiske system kun er en grov guide, og andre spørgsmål skal også overvejes. I sidste ende skal du konsultere en tabel som den i ressourcerne.
Atomic Radius and Melting Point
Du kan spørge, om større atomer iboende har højere smeltepunkter, og måske er sværere at bryde fra hinanden på grund af mere stof i dem. Faktisk observeres denne tendens ikke, da andre aspekter af individuelle elementer er fremherskende.
Atomerens radier af atomer har tendens til at stige fra en række til den næste, men falder over længden af rækken. Smeltepunkter stiger i mellemtiden på tværs af rækker til et punkt og falder derefter kraftigt af på bestemte punkter. Kulstof (atomnummer 6) og silicium (14) kan danne fire bindinger med relativ lethed, men atomer et trin op på bordet kan ikke, og de har langt lavere smeltepunkter som et resultat.
Er der en trend med kogepunktet periodisk tabel?
Der er også en grov sammenhæng mellem atomnummer og kogepunkt for elementer med "springer" til lavere kogepunkter inden for rækker efterfulgt af en stigning, der sker i omtrent det samme steder. Især er ædelgassens kogepunkter i den yderste kolonne (periode 18) næppe højere end deres smeltepunkter. Neon eksisterer for eksempel kun som en væske mellem 25 ° C og 27 ° C!