Il punto di fusione di un elemento è quando si converte dalla forma solida a quella liquida. I metalli, che sono elementi fisicamente flessibili che possono condurre calore ed elettricità, tendono ad essere solidi a temperatura ambiente a causa dei loro punti di fusione relativamente alti. I non metalli, che sono fisicamente deboli e cattivi conduttori di calore ed elettricità, possono essere solidi, liquidi o gassosi, a seconda dell'elemento. I punti di fusione sia dei metalli che dei non metalli variano ampiamente, ma i metalli tendono a fondere a temperature più elevate.
Modelli di punto di fusione
Una volta inclusi i punti di fusione di tutti gli elementi sulla tavola periodica, emerge uno schema. Mentre ti sposti da sinistra a destra su un punto - una riga orizzontale -, il punto di fusione degli elementi inizia ad aumentare, quindi raggiungono il picco al Gruppo 14 - la colonna verticale con il carbonio in alto - e infine diminuiscono man mano che ti avvicini alla mano destra lato. Mentre ti sposti dall'alto verso il basso sul tavolo, il modello di salita e discesa si riduce, il che significa che gli elementi nei periodi inferiori hanno punti di fusione più simili.
Tipi di legame che aumentano il punto di fusione
Esistono due tipi di legame che portano a punti di fusione più elevati: covalente e metallico. I legami covalenti si verificano quando le coppie di elettroni sono condivise equamente tra gli atomi e avvicinano ulteriormente gli atomi se sono coinvolte più coppie di elettroni. I legami metallici coinvolgono elettroni delocalizzati: galleggiano tra molti atomi, non solo due, e i nuclei carichi positivamente sono saldamente legati al "mare" di elettroni circostante.
Cosa abbassa il punto di fusione
Poiché i legami forti tra gli atomi danno agli elementi punti di fusione più alti, è anche vero che i punti di fusione più bassi sono il risultato di legami più deboli o della mancanza di legami tra gli atomi. Il mercurio, il metallo con il punto di fusione più basso - -38,9 gradi Celsius o -37,9 gradi Fahrenheit - non può formare alcun legame poiché ha un'affinità elettronica pari a zero. Molti non metalli, come l'ossigeno e il cloro, sono altamente elettronegativi: hanno un'elevata affinità per gli elettroni e li staccano efficacemente dall'altro atomo, quindi il legame si rompe facilmente. Di conseguenza, questi non metalli hanno temperature del punto di fusione inferiori allo zero.
Metalli refrattari
Sebbene molti metalli abbiano punti di fusione elevati, esiste un gruppo selezionato di pochi elementi che hanno punti di fusione eccezionalmente alti e sono fisicamente forti. Questi sono metalli refrattari o metalli con un punto di fusione di almeno 2.000 gradi Celsius o 3.632 gradi Fahrenheit. A causa della loro tolleranza al calore, vengono utilizzati in una varietà di apparecchiature, dalla microelettronica ai razzi. Ad esempio, i metalli tungsteno e molibdeno vengono presi in considerazione per il materiale da costruzione nelle centrali elettriche a causa dei loro punti di fusione eccezionalmente elevati che consentono un'enorme resistenza al calore.