Практично всі бачили одну і ту ж речовину у твердому, рідкому та газоподібному стані найпізніше до п’яти років: Ця речовина - вода. Нижче певної температури (0 ° C або 32 ° F) вода існує у «замороженому» стані у вигляді твердого речовини. Від 0 ° C до 100 ° C (32 ° F - 212 ° F) вода існує у вигляді рідини, а після температури кипіння 100 ° C / 212 ° F вода існує у вигляді водяної пари, газу.
Інші речовини, про які ви думаєте, існують лише в тому чи іншому агрегатному стані, наприклад, шматок металу мають характерні температури плавлення та кипіння, які можуть бути досить екстремальними щодо повсякденних температур на Земля.
плавлення і точки кипіння елементи, як і багато їх фізичні характеристики, значною мірою залежать від їх положення в періодичній системі елементів і, отже, від їх атомного номера. Але це вільні відносини, і інша інформація, яку ви можете зібрати з періодичної таблиці елементів, допомагає визначити температуру плавлення даного елемента.
Зміни стану у світі фізичних наук
Коли тверде тіло переходить від дуже холодної температури до більш теплої, його молекули поступово приймають більше кінетичної енергії. Коли молекули твердого тіла досягають достатньої середньої кінетичної енергії, речовина стає а рідина, де речовина може вільно змінювати форму відповідно до свого контейнера, а також сила тяжіння. Рідина розтанула. (Перехід іншим шляхом, від рідкого до твердого, називається заморожуванням.)
У рідкому стані молекули можуть «ковзати» один біля одного і не закріплені на своєму місці, але їм не вистачає кінетичної енергії для виходу в навколишнє середовище. Однак, як тільки температура стає достатньо високою, молекули можуть виходити і рухатися далеко один від одного, і речовина тепер є газом. Тільки зіткнення зі стінками ємності, якщо такі є, та між собою обмежують рух молекул газу.
Що впливає на температуру плавлення елемента чи молекули?
Більшість твердих тіл приймають форму на молекулярному рівні, яка називається кристалічним твердим тілом, виготовленим із багаторазового розташування молекул, закріплених на місці для створення кристалічної решітки. Центральні ядра задіяних атомів залишаються на відстані фіксованої відстані в геометричному візерунку, наприклад кубі. Коли до однорідної твердої речовини додається достатня кількість енергії, це перемагає енергію, яка «блокує» атоми на місці, і вони можуть вільно штовхатися.
Різні фактори сприяють температурі плавлення окремих елементів, такі, що їх положення в періодичній системі є лише приблизним орієнтиром, а також слід враховувати й інші питання. Зрештою, вам слід ознайомитись із таблицею, подібною до тієї, що наведена у Ресурсах.
Атомний радіус і температура плавлення
Ви можете запитати, чи більші атоми мають по суті вищі точки плавлення, можливо, їх важче розбити через більшу кількість речовини в них. Насправді цієї тенденції не спостерігається, оскільки переважають інші аспекти окремих елементів.
Атомні радіуси атомів, як правило, збільшуються від одного ряду до наступного, але зменшуються по довжині ряду. Температури плавлення тим часом збільшуються по рядах до точки, а потім різко падають у певних точках. Вуглець (атомний номер 6) і кремній (14) можуть утворювати чотири зв’язки з відносною легкістю, але атоми, що піднімаються на стіл, не можуть, і в результаті вони мають набагато нижчі температури плавлення.
Чи існує тенденція періодичної таблиці точки кипіння?
Існує груба залежність між атомним номером і температурою кипіння елементів також з "стрибки" до нижчих температур кипіння в рядах з наступним збільшенням, що відбувається приблизно в ті ж самі місць. Однак слід зазначити, що точки кипіння благородних газів у самій правій колонці (період 18) ледь перевищують їх точки плавлення. Наприклад, Неон у вигляді рідини існує лише від 25 ° C до 27 ° C!