Gyakorlatilag mindenki látta ugyanazt az anyagot szilárd, folyékony és gáz halmazállapotban legkésőbb ötéves koráig: Ez az anyag víz. Bizonyos hőmérséklet (0 ° C vagy 32 ° F) alatt a víz szilárd anyagként "fagyott" állapotban van. 0 ° C és 100 ° C (32 ° F és 212 ° F) között a víz folyadékként létezik, és forráspontja 100 ° C / 212 ° F felett vízgőzként, gázként létezik.
Más anyagok, amelyekről gondolhatod, hogy csak egy vagy másik fizikai állapotban léteznek, például egy fémdarab jellemző olvadás- és forráspontjaik vannak, amelyek meglehetősen szélsőségesek lehetnek a mindennapi hőmérsékleteken Föld.
A olvasztó és forráspontok az elemek, hasonlóan sok fizikai jellemzőjükhöz, nagyban függnek az elemek periódusos rendszerében elfoglalt helyüktől és ezért az atomszámuktól. De ez laza kapcsolat, és az elemek periodikus táblázatából gyűjthető egyéb információk segítenek meghatározni az adott elem olvadáspontját.
Állapotváltozások a fizikai tudomány világában
Amikor egy szilárd anyag nagyon hideg hőmérsékletről melegebbre vált, molekulái fokozatosan nagyobb kinetikus energiát vesznek fel. Amikor a szilárd anyagban lévő molekulák elegendő átlagos kinetikus energiát érnek el, az anyag a folyadék, ahol az anyag a tartályának megfelelően szabadon megváltoztathatja az alakját gravitáció. A folyadék megolvadt. (A másik irányú folyadéktól szilárdig haladást fagyásnak nevezzük.)
Folyékony állapotban a molekulák el tudnak csúszni egymás mellett, és nem rögzülnek a helyükön, de hiányzik belőlük a kinetikus energia, hogy a környezetbe menjenek. Amint azonban a hőmérséklet kellően magas lesz, a molekulák el tudnak menekülni és messze mozoghatnak egymástól, és az anyag ma már gáz. Csak a tartály falainak, ha vannak ilyenek, és egymásnak való ütközés korlátozza a gázmolekulák mozgását.
Mi befolyásolja egy elem vagy molekula olvadáspontját?
A legtöbb szilárd anyag molekuláris szinten kristályos szilárd anyagnak nevezi az alakját, amely a helyén rögzített molekulák ismételt elrendezéséből készül, hogy kristályrácsot hozzon létre. A részt vevő atomok központi magjai geometriai mintázatban rögzített távolságban maradnak egymástól, például egy kockában. Ha elegendő energiát adunk az egységes szilárd anyaghoz, ez leküzdi az atomokat a helyükre "rögzítő" energiát, és szabadon lökdösődhetnek.
Különböző tényezők járulnak hozzá az egyes elemek olvadáspontjaihoz, így például a periódusos rendszerben elfoglalt helyük csak durva útmutató, és más kérdéseket is figyelembe kell venni. Végül meg kell néznie egy olyan táblázatot, mint amely az erőforrásokban található.
Atomsugár és olvadáspont
Megkérdezheti, hogy a nagyobb atomok eredendően magasabbak-e az olvadáspontokkal, talán nehezebb szétválniuk, mivel több anyag van bennük. Valójában ez a tendencia nem figyelhető meg, mivel az egyes elemek más aspektusai érvényesülnek.
Az atomok sugara általában növekszik egyik sorból a másikba, de csökken a sor hosszában. Az olvadáspontok közben a sorok között egy pontra nőnek, majd egyes pontokon élesen lecsökkennek. A szén (6. atomszám) és a szilícium (14) viszonylag könnyedén négy kötést alkothat, de az asztalon felfelé haladó atomok nem képesek, és ennek következtében jóval alacsonyabb olvadáspontúak.
Van-e forráspont-periódusos rendszer trend?
Durva összefüggés van az atomok száma és az elemek forráspontja között is "ugrik" az alacsonyabb forráspontokra a sorokon belül, majd kb helyeken. Nevezetes azonban, hogy a nemesgázok forráspontja a jobb oldali oszlopban (18. periódus) alig magasabb, mint olvadáspontjuk. A neon például csak 25 ° C és 27 ° C közötti folyadékként létezik!