熔點(物理概念)

熔點(物理概念)

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物質的熔點,即在一定壓力下,純物質的固態和液態呈平衡時的溫度,也就是說在該壓力和熔點溫度下,純物質呈固態的化學勢和呈液態的化學勢相等,而對於分散度極大的純物質固態體系(納米體系)來說,表面部分不能忽視,其化學勢則不僅是溫度和壓力的函式,而且還與固體顆粒的粒徑有關,屬於熱力學一級相變過程。

基本介紹

  • 中文名:熔點
  • 外文名:melting point
  • 定義:純物質固態和液態呈平衡時的溫度
  • 縮寫m.p.
  • 詞性:名詞
  • 所屬學科:物理學
物理原理,理論發展,測定方法,比較規律,熔點表,各種元素熔點,其他物體熔點,

物理原理

熔點是固體將其物態由固態轉變(熔化)為液態的溫度,縮寫為m.p.。而DNA分子的熔點一般可用Tm表示。進行相反動作(即由液態轉為固態)的溫度,稱之為凝固點。與沸點不同的是,熔點受壓力的影響很小。而大多數情況下一個物體的熔點就等於凝固點。

理論發展

晶體開始融化時的溫度叫做熔點。物質有晶體和非晶體,晶體有固定熔點,而非晶體則沒有固定熔點。晶體又因類型不同而熔點也不同。一般來說晶體熔點從高到低為,原子晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體。在分子晶體中又有比較特殊的,如水、氨氣等。它們的分子間因為含有氫鍵而不符合“同主族元素的氫化物熔點規律性變化”的規律。
熔點是一種物質的一個物理性質。物質的熔點並不是固定不變的,有兩個因素對熔點影響很大。
一是壓強,平時所說的物質的熔點,通常是指一個大氣壓時的情況;如果壓強變化,熔點也要發生變化。熔點隨壓強的變化有兩種不同的情況。對於大多數物質,熔化過程是體積變大的過程,當壓強增大時,這些物質的熔點要升高;對於像水這樣的物質,與大多數物質不同,冰熔化成水的過程體積要縮小(金屬鉍、銻等也是如此)當壓強增大時凍的熔點要降低。
另一個就是物質中的雜質,我們平時所說的物質的熔點,通常是指純淨的物質。但在現實生活中,大部分的物質都是含有其它的物質的,比如在純淨的液態物質中溶有少量其他物質,或稱為雜質,即使數量很少,物質的熔點也會有很大的變化,例如水中溶有鹽,熔點就會明顯下降,海水就是溶有鹽的水,海水冬天結凍的溫度比河水低,就是這個原因。飽和食鹽水的熔點可下降到約-22℃,北方的城市在冬天下大雪時,常常往公路的積雪上撒鹽,只要這時的溫度高於-22℃,足夠的鹽總可以使冰雪熔化,這也是一個利用熔點在日常生活中的套用。
熔點實質上是該物質固、液兩相可以共存並處於平衡的溫度,以冰熔化成水為例,在一個大氣壓下凍的熔點是0℃,而溫度為0℃時,冰和水可以共存,如果與外界沒有熱交換,冰和水共存的狀態可以長期保持穩定。在各種晶體中粒子之間相互作用力不同,因而熔點各不相同。同一種晶體,熔點與壓強有關,一般取在1大氣壓下物質的熔點為正常熔點。在一定壓強下,晶體物質的熔點和凝固點都相同。熔解時體積膨脹的物質,在壓強增加時熔點就要升高。

測定方法

在有機化學領域中,對於純粹的有機化合物,一般都有固定熔點。即在一定壓力下,固-液兩相之間的變化都是非常敏銳的,初熔至全熔的溫度不超過0.5~1℃(熔點範圍或稱熔距、熔程)。但如混有雜質則其熔點下降,且熔距也較長。因此熔點測定是辨認物質本性的基本手段,也是純度測定的重要方法之一。
測定方法一般用毛細管法和微量熔點測定法。在實際套用中我們都是利用專業的測熔點儀來對一種物質進行測定。

比較規律

相同條件不同狀態物質
一、在相同條件下,不同狀態的物質的熔、沸點的高低是不同的,一般有:固體>液體>氣體。例如:NaBr(固)>Br2>HBr(氣)。
二、不同類型晶體的比較規律
一般來說,不同類型晶體的熔、沸點的高低順序為:原子晶體>離子晶體>分子晶體,而金屬晶體的熔、沸點有高有低。這是由於不同類型晶體的微粒間作用不同,其熔、沸點也不相同。原子晶體間靠共價鍵結合,一般熔、沸點最高;離子晶體陰、陽離子間靠離子鍵結合,一般熔、沸點較高;分子晶體分子間靠范德華力結合,一般熔、沸點較低;金屬晶體中金屬鍵的鍵能有大有小,因而金屬晶體熔、沸點有高有低。
例如:金剛石>食鹽>乾冰
三、同種類型晶體的比較規律
⒈原子晶體:熔、沸點的高低,取決於共價鍵的鍵長和鍵能,鍵長越短,鍵能越大,熔沸點越高。
例如:晶體矽、金剛石和碳化矽三種晶體中,因鍵長C—C<C—Si<Si—Si,故金剛石>碳化矽>晶體矽。
⒉離子晶體:熔、沸點的高低,取決於離子鍵的強弱。一般來說,離子半徑越小,離子所帶電荷越多,離子鍵就越強,熔、沸點就越高。
例如:MgO>CaO,NaF>NaCl>NaBr>NaI。
⒊分子晶體:熔、沸點的高低,取決於分子間作用力的大小。一般來說,組成和結構相似的物質,其分子量越大,分子間作用力越強,熔沸點就越高。
例如:F222;CCl444。
⒋金屬晶體:熔、沸點的高低,取決於金屬鍵的強弱。一般來說,金屬離子半徑越小,自由電子數目越多,其金屬鍵越強,金屬熔沸點就越高。
例如:NaNa>K。

熔點表

單位:攝氏度(℃)氣壓(在標準大氣壓下)

各種元素熔點

(前面的序號為元素的原子序數)
原子序數
元素名稱及形態
熔點
6
碳(石墨)
3652
6
碳(金剛石)
3550
74
3410±20
75
3180
76
3045
73
2996
41
2468
77
2410
78
1772
26
1535
27
1495
28
1453
14
1410
4
1278
25
1244±3
29
1083.4
79
1064
47
961.78
20
839±2
13
660.37
12
648.9
30
419.5
82
327.502
15
紅磷
280
84
254
50
231.87
3
180.54
53
113.5
16
112
11
97.81
19
63.25
15
白磷
40
37
38.89
31
29.8
55
28.44
35
固態溴
-7.2
80
固態水銀(汞)
-38.87
86
固態氡
-71
17
固態氯
-101
54
固態氙
-111.9
36
固態氪
-156.6
18
固態氬
-189.2
7
固態氮
-210.00
8
固態氧
-218.4
9
固態氟
-219.62
10
固態氖
-248.67
1
固態氫
-259.125

其他物體熔點

灰鑄鐵:1177
氯化鈉:801
萘:80.5
硫代硫酸鈉:(海波) 48
水:(冰) 0
固態甲苯:-94.99
固態酒精:-117.3
鎢(W)是熔點最高的金屬,在2000℃-2500℃高溫下,蒸汽壓仍很低。鎢的硬度大,密度高,高溫強度好。

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