Praktiski visi ir redzējuši vienu un to pašu vielu cietos, šķidros un gāzveida stāvokļos vēlākais līdz piecu gadu vecumam: šī viela ir ūdens. Zem noteiktas temperatūras (0 ° C vai 32 ° F) ūdens pastāv "sasaldētā" stāvoklī kā cieta viela. Starp 0 ° C un 100 ° C (32 ° F līdz 212 ° F) ūdens pastāv kā šķidrums, un virs tā viršanas temperatūras 100 ° C / 212 ° F ūdens pastāv kā ūdens tvaiks, gāze.
Arī citas vielas, kuras, jūsuprāt, pastāv tikai vienā vai otrā fiziskā stāvoklī, piemēram, metāla gabals ir raksturīgas kušanas un viršanas temperatūras, kas var būt diezgan ārkārtējas attiecībā pret ikdienas temperatūru Zeme.
The kušana un viršanas temperatūras elementu, tāpat kā daudzu to fizisko īpašību, lielā mērā ir atkarīgi no to stāvokļa elementu periodiskajā tabulā un līdz ar to arī no to atomu skaita. Bet šīs ir brīvas attiecības, un cita informācija, ko varat apkopot no periodiskās elementu tabulas, palīdz noteikt attiecīgā elementa kušanas temperatūru.
Stāvokļa izmaiņas fizikas zinātņu pasaulē
Kad cietviela pāriet no ļoti aukstas temperatūras uz siltāku, tās molekulas pakāpeniski uzņem lielāku kinētisko enerģiju. Kad cietā stāvoklī esošās molekulas sasniedz pietiekamu vidējo kinētisko enerģiju, viela kļūst par a šķidrums, kurā viela var brīvi mainīt formu atbilstoši savai tvertnei, kā arī smagums. Šķidrums ir izkusis. (Pārgājienu no šķidruma uz cietu sauc par sasalšanu.)
Šķidrā stāvoklī molekulas var "slīdēt" garām viena otrai un nav nostiprinātas savā vietā, taču tām trūkst kinētiskās enerģijas, lai izkļūtu vidē. Tomēr, tiklīdz temperatūra kļūst pietiekami augsta, molekulas var izkļūt un pārvietoties tālu viena no otras, un tagad viela ir gāze. Gāzes molekulu kustību ierobežo tikai sadursmes ar tvertnes sienām, ja tādas ir, un viena ar otru.
Kas ietekmē elementa vai molekulas kušanas temperatūru?
Lielākā daļa cieto vielu molekulu līmenī pieņem formu, ko sauc par kristālisku cietvielu, kas izgatavota no atkārtotas molekulu izkārtojuma, kas fiksēta vietā, lai izveidotu kristāla režģi. Iesaistīto atomu centrālie kodoli ģeometriskā zīmējumā, piemēram, kubā, paliek fiksētā attālumā viens no otra. Kad vienveidīgai cietvielai tiek pievienots pietiekami daudz enerģijas, tas pārvar enerģiju, kas "bloķē" atomus uz vietas, un tie var brīvi grūstīties.
Atsevišķu elementu kušanas temperatūru ietekmē dažādi faktori, piemēram, to pozīcija periodiskajā tabulā ir tikai aptuvens ceļvedis, un jāņem vērā arī citi jautājumi. Galu galā jums vajadzētu iepazīties ar tādu tabulu kā tabulā Resursi.
Atomu rādiuss un kušanas punkts
Jūs varētu jautāt, vai lielākiem atomiem ir raksturīgas augstākas kušanas temperatūras, un varbūt tos ir grūtāk sadalīt, jo tajos ir vairāk matēriju. Faktiski šī tendence netiek novērota, jo dominē citi atsevišķu elementu aspekti.
Atomu atomu rādiusiem ir tendence palielināties no vienas rindas uz nākamo, bet samazināties visā rindas garumā. Tikmēr kušanas punkti dažādās rindās palielinās līdz punktam, pēc tam noteiktos punktos strauji atkrīt. Ogleklis (atomu skaitlis 6) un silīcijs (14) salīdzinoši viegli var veidot četras saites, bet atomi, kas pakāpušies uz galda, nevar, un to rezultātā kušanas temperatūras ir daudz zemākas.
Vai pastāv viršanas temperatūras tendence periodiskajā tabulā?
Starp atomu skaitli un elementu viršanas temperatūru ir aptuvena sakarība ar "lec" līdz zemākām viršanas temperatūrām rindās, kam seko pieaugums aptuveni tādā pašā līmenī vietas. Tomēr ir tā, ka cēlgāzu viršanas temperatūras labākajā kolonnā (18. periods) ir tikko augstākas par to kušanas temperatūru. Piemēram, neons kā šķidrums pastāv tikai no 25 ° C līdz 27 ° C!