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結構生物化學/熔點

來自華夏公益教科書

熔點定義為固體內部鍵斷裂,固體轉變為液體的溫度。分子或原子之間吸引力越強,熔點越高,因為打破這些鍵並改變分子的狀態需要更多能量。

由於熔點在元素週期表中變化很大,因此沒有明顯的趨勢。

1. 隨著元素原子序數的增加,熔點大多增加,因為原子核周圍有更多電子,從而產生更強的分子間力。隨著力的增強,熔點升高,因為打破這些力需要更多能量。但熔點也根據結構型別而變化,巨型共價或金屬結構的熔點高於簡單分子結構。

2. 金屬通常具有高熔點,這是由於金屬鍵。這是一種正離子與離域電子之間的靜電吸引力(強鍵)。

3. 非金屬通常具有低熔點,因為它們通常具有簡單的分子結構。

元素熔點圖表

分子或化合物的熔點是一個非常重要的特性。很多時候我們可以只使用這一特性來確定化合物或分子的身份。這將被稱為熔點測定,其中化合物被緩慢加熱以找到其熔化的溫度。將未知化合物的熔化溫度與其他已知熔點進行比較,可以推斷出它是正確的化合物還是不同的化合物。為了進一步研究,進行了混合熔點測定。這是透過混合兩種化合物並測試所得熔點來完成的。如果化合物不同,則熔點總是降低。如果兩種化合物相同,則熔點保持不變。需要使用熔點儀器並小心操作。這個實驗表明了熔點特性在化學中的重要性。不僅作為一種特性,而且作為一種識別未知化合物的工具。[1]

  1. 混合熔點測定,2012 年 11 月 14 日。

前八種羧酸的熔點和沸點 (°C) 對於大多數物質來說,熔點和凝固點幾乎相等。例如,元素汞的熔點和凝固點為 234.32 凱爾文(−38.83 °C 或 −37.89 °F)。然而,某些物質的固-液轉變溫度不同。例如,瓊脂在 85 °C (185 °F) 熔化,並在 31 °C 到 40 °C (89.6 °F 到 104 °F) 之間凝固;這種方向依賴性被稱為滯後現象。冰在 1 個大氣壓下的熔點非常接近 0 °C (32 °F, 273.15 K);這也稱為冰點。在成核物質存在的情況下,水的凝固點與熔點相同,但在沒有成核物質的情況下,水可以在冷凍前過冷至 −42 °C (−43.6 °F, 231 K)。化學元素中熔點最高的是鎢,為 3683 K (3410 °C, 6170 °F),使其非常適合用作燈泡中的燈絲。經常被引用的碳在環境壓力下不會熔化,而是在大約 4000 K 時昇華;液態相僅存在於高於 10 MPa 的壓力和估計的 4300-4700 K 時。鉭鉿碳化物 (Ta4HfC5) 是一種難熔化合物,熔點非常高,為 4488 K (4215 °C, 7619 °F)。在另一個極端,氦在常壓下根本不會凍結,即使在非常接近絕對零度的溫度下也是如此;需要超過 20 倍正常大氣壓的壓力才能使它凍結。

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