Lähes kaikki ovat nähneet saman aineen kiinteissä, nestemäisissä ja kaasumaisissa tiloissa viimeistään viiden vuoden iässä: Tämä aine on vettä. Tietyn lämpötilan (0 ° C tai 32 ° F) alapuolella vesi on "jäätyneessä" tilassa kiinteänä aineena. 0 ° C: n ja 100 ° C: n (32 ° F - 212 ° F) välillä vesi esiintyy nesteenä, ja sen kiehumispisteen 100 ° C / 212 ° F jälkeen vesi esiintyy vesihöyrynä, kaasuna.
Muut aineet, joiden saatat ajatella olevan olemassa vain yhdessä tai toisessa fyysisessä tilassa, kuten metalliosa on tyypillisiä sulamis- ja kiehumispisteitä, jotka voivat olla melko äärimmäisiä suhteessa jokapäiväisiin lämpötiloihin Maa.
sulaminen ja kiehumispisteet elementtien, kuten monet niiden fyysiset ominaisuudet, riippuvat suurelta osin niiden sijainnista alkuaineiden jaksollisessa taulukossa ja siten niiden atomiluvusta. Mutta tämä on löysä suhde, ja muu tieto, jonka voit kerätä jaksollisesta elementtitaulukosta, auttaa määrittämään tietyn elementin sulamispisteen.
Tilanmuutokset fysiikan maailmassa
Kun kiinteä aine siirtyy hyvin kylmästä lämpötilasta lämpimämpään, sen molekyylit ottavat vähitellen enemmän kineettistä energiaa. Kun kiintoaineen molekyylit saavuttavat riittävän keskimääräisen kineettisen energian, aineesta tulee a neste, jolloin aine voi vapaasti muuttaa muotoa säiliönsä mukaan painovoima. Neste on sulanut. (Menemistä toisella tavalla, nestemäisestä kiinteään, kutsutaan jäätymiseksi.)
Nestemäisessä tilassa molekyylit voivat "liukua" toistensa ohitse eivätkä ole kiinteästi paikoillaan, mutta niillä ei ole kineettistä energiaa päästäkseen ympäristöön. Kuitenkin, kun lämpötilasta tulee riittävän korkea, molekyylit voivat paeta ja liikkua kauas toisistaan, ja aine on nyt kaasu. Ainoastaan törmäykset mahdollisten astian seinien ja toistensa kanssa rajoittavat kaasumolekyylien liikettä.
Mikä vaikuttaa elementin tai molekyylin sulamispisteeseen?
Suurin osa kiinteistä aineista ottaa molekyylitasolla muodon, jota kutsutaan kiteiseksi kiinteäksi aineeksi, joka on tehty toistuvasta molekyylijärjestelystä, joka on kiinnitetty paikalleen kidehilan luomiseksi. Kyseessä olevien atomien keskeiset ytimet pysyvät kiinteän etäisyyden päässä toisistaan geometrisessa kuviossa, kuten kuutiossa. Kun yhtenäiseen kiinteään aineeseen lisätään riittävästi energiaa, tämä voittaa energian, joka "lukitsee" atomit paikoilleen, ja niistä voi vapaasti törmätä.
Erilaiset tekijät vaikuttavat yksittäisten elementtien sulamispisteisiin, niin että niiden sijainti jaksollisessa taulukossa on vain karkea opas, ja myös muita asioita on otettava huomioon. Viime kädessä kannattaa tutustua Resurssit-taulukon kaltaiseen taulukkoon.
Atomisäde ja sulamispiste
Voit kysyä, onko suurempien atomien sulamispisteet luonnostaan korkeammat, mikä on ehkä vaikeampi hajottaa, koska niissä on enemmän ainetta. Itse asiassa tätä suuntausta ei havaita, koska yksittäisten elementtien muut näkökohdat ovat vallitsevia.
Atomien atomisäteet pyrkivät kasvamaan riviltä toiselle, mutta pienenevät rivin pituudelta. Sillä välin sulamispisteet kasvavat riveillä pisteeseen ja putoavat sitten jyrkästi tietyissä pisteissä. Hiili (atominumero 6) ja pii (14) voivat muodostaa neljä sidosta suhteellisen helposti, mutta pöydälle ylöspäin nousevat atomit eivät voi, ja niiden sulamispisteet ovat sen seurauksena paljon alhaisemmat.
Onko kiehumispisteen jaksollista taulukkoa?
Myös alkuaineiden atomiluvun ja kiehumispisteen välillä on karkea suhde "hyppää" matalampiin kiehumispisteisiin riveissä, mitä seuraa nousu suunnilleen samassa paikoissa. Huomaa kuitenkin, että jalokaasujen kiehumispisteet oikeassa reunassa olevassa sarakkeessa (jakso 18) ovat tuskin korkeammat kuin niiden sulamispisteet. Esimerkiksi neonia esiintyy nesteenä vain välillä 25 ° C - 27 ° C!