Nesten alle har sett det samme stoffet i faste, flytende og gassformede stater senest i en alder av fem år: Det stoffet er vann. Under en viss temperatur (0 ° C eller 32 ° F) eksisterer vann i en "frossen" tilstand som et fast stoff. Mellom 0 ° C og 100 ° C (32 ° F til 212 ° F) eksisterer vann som en væske, og forbi kokepunktet på 100 ° C / 212 ° F eksisterer vann som vanndamp, en gass.
Andre stoffer som du kanskje tenker på, eksisterer bare i en eller annen fysisk tilstand, for eksempel en bit metall har karakteristiske smelte- og kokepunkter, som kan være ganske ekstreme i forhold til hverdagens temperaturer Jord.
De smelter og kokepunkter av elementer, som mange av deres fysiske egenskaper, er i stor grad avhengig av deres posisjon i det periodiske elementet og derfor av deres atomnummer. Men dette er et løst forhold, og annen informasjon du kan samle inn fra det periodiske elementet, hjelper til med å bestemme smeltepunktet til et gitt element.
Statens endringer i den fysiske vitenskapen
Når et fast stoff beveger seg fra en veldig kald temperatur til en varmere, antar molekylene gradvis mer kinetisk energi. Når molekyler i det faste stoffet oppnår tilstrekkelig gjennomsnittlig kinetisk energi, blir stoffet a væske, hvor stoffet er fritt til å endre form i samsvar med beholderen så vel som tyngdekraften. Væsken har smeltet. (Å gå den andre veien, fra væske til fast, kalles frysing.)
I flytende tilstand kan molekyler "gli" forbi hverandre, og er ikke festet på plass, men mangler kinetisk energi for å flykte ut i miljøet. Men når temperaturen blir tilstrekkelig høy, kan molekylene rømme og bevege seg langt fra hverandre, og stoffet er nå en gass. Bare kollisjoner med veggene i beholderen, hvis noen, og med hverandre begrenser gassmolekylenes bevegelse.
Hva påvirker smeltepunktet til et element eller et molekyl?
De fleste faste stoffer antar en form på molekylært nivå kalt et krystallinsk fast stoff, laget av et gjentatt arrangement av molekyler festet på plass for å skape et krystallgitter. De sentrale kjernene til de involverte atomer forblir i en bestemt avstand fra hverandre i et geometrisk mønster, for eksempel en kube. Når tilstrekkelig energi tilsettes et jevnt fast stoff, overvinner dette energien som "låser" atomene på plass, og de kan friste rundt.
En rekke faktorer bidrar til smeltepunktene til enkeltelementer, slik at deres posisjon på det periodiske bordet bare er en grov guide, og andre spørsmål må også vurderes. Til slutt bør du konsultere en tabell som den i ressursene.
Atomic Radius and Melting Point
Du kan spørre om større atomer har iboende høyere smeltepunkter, og det er kanskje vanskeligere å bryte fra hverandre på grunn av mer materie i dem. Faktisk blir denne trenden ikke observert, ettersom andre aspekter av enkeltelementer råder.
Atomerens radier av atomer har en tendens til å øke fra en rad til den neste, men reduseres over lengden på raden. Smeltepunkter øker i mellomtiden over rader til et punkt, og faller deretter kraftig av på visse punkter. Karbon (atomnummer 6) og silisium (14) kan danne fire bindinger med relativt letthet, men atomer et trinn opp på bordet kan ikke, og de har langt lavere smeltepunkter som et resultat.
Er det en trend med kokepunkt?
Det er også et grovt forhold mellom atomnummer og kokepunkt for elementer, med "hopper" til lavere kokepunkter innenfor rader etterfulgt av en økning som skjer omtrent på det samme steder. Spesielt er imidlertid kokepunktene til edelgassene i høyre kolonne (periode 18) knapt høyere enn smeltepunktene. Neon, for eksempel, eksisterer som en væske bare mellom 25 ° C og 27 ° C!