Le point de fusion est la température à laquelle un solide se transforme en liquide. En théorie, le point de fusion d'un solide est le même que le point de congélation du liquide - le point auquel il se transforme en solide. Par exemple, la glace est une forme solide d'eau qui fond à 0 degré Celsius/32 degrés Fahrenheit et prend sa forme liquide. L'eau gèle à la même température et se transforme en glace. Il est difficile de chauffer des solides à des températures supérieures à leur point de fusion, donc trouver le point de fusion est un bon moyen d'identifier une substance.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La composition moléculaire, la force d'attraction et la présence d'impuretés peuvent toutes affecter le point de fusion des substances.
Composition des molécules
Lorsque les molécules sont étroitement emballées ensemble, une substance a un point de fusion plus élevé qu'une substance dont les molécules ne s'agglomèrent pas bien. Par exemple, les molécules de néopentane symétriques ont un point de fusion plus élevé que l'isopentane, dans lequel les molécules ne se tassent pas bien. La taille moléculaire affecte également le point de fusion. Lorsque les autres facteurs sont égaux, les molécules plus petites fondent à des températures plus basses que les molécules plus grosses. Par exemple, le point de fusion de l'éthanol est de -114,1 degrés Celsius/-173,4 degrés Fahrenheit, tandis que le point de fusion de la plus grosse molécule d'éthylcellulose est de 151 degrés Celsius/303,8 degrés Fahrenheit.
Les macromolécules ont des structures géantes composées de nombreux atomes non métalliques reliés à des atomes adjacents par des liaisons covalentes. Les substances avec des structures covalentes géantes, telles que le diamant, le graphite et la silice, ont des points de fusion extrêmement élevés car plusieurs liaisons covalentes fortes doivent être rompues avant de pouvoir fondre.
Force d'attraction
Une forte attraction entre les molécules entraîne un point de fusion plus élevé. En général, les composés ioniques ont des points de fusion élevés car les forces électrostatiques reliant les ions - l'interaction ion-ion - sont fortes. Dans les composés organiques, la présence de polarité, en particulier de liaison hydrogène, conduit généralement à un point de fusion plus élevé. Les points de fusion des substances polaires sont plus élevés que les points de fusion des substances non polaires de tailles similaires. Par exemple, le point de fusion du monochlorure d'iode, qui est polaire, est de 27 degrés Celsius/80,6 degrés Fahrenheit, tandis que le point de fusion du brome, une substance non polaire, est de -7,2 degrés Celsius/19,04 degrés Fahrenheit.
Présence d'impuretés
Les solides impurs fondent à des températures plus basses et peuvent également fondre sur une plage de températures plus large, connue sous le nom d'abaissement du point de fusion. La plage de points de fusion des solides purs est étroite, généralement de 1 à 2 degrés Celsius seulement, connue sous le nom de point de fusion pointu. Les impuretés provoquent des défauts structurels qui rendent les interactions intermoléculaires entre les molécules plus faciles à surmonter. Un point de fusion élevé est souvent la preuve qu'un échantillon est assez pur, et une large plage de fusion est la preuve qu'il n'est pas pur. Par exemple, un cristal organique pur a des molécules uniformes, parfaitement emballées ensemble. Cependant, les cristaux sont impurs lorsqu'ils se produisent dans un mélange de deux molécules organiques différentes, car ils ne s'emboîtent pas bien. Il faut plus de chaleur pour faire fondre la structure pure.