Плотность, температура плавления и кипения простых веществ: таблицы для элементов
В таблице приводятся основные физические свойства простых веществ: плотность при температуре 20°С (в случае, если плотность измерена при другой температуре, последняя указана в скобках), температура плавления и температура кипения веществ в градусах Цельсия.
Указаны плотность и температуры плавления и кипения следующих простых веществ: азот N2, актиний Ac, алюминий Al, америций Am, аргон Ar, астат At, барий Ba, бериллий Be, бор B, бром Br, ванадий V, висмут Bi, водород H2, вольфрам W, гадолиний Gd, галлий Ga, гафний Hf, гелий He, германий Ge, гольмий Ho, диспрозий Dy, европий Eu, железо Fe, золото Au, индий In, йод (иод) J, иридий Ir, иттербий Yb, иттрий Y, кадмий Cd, калий K, кальций Ca, кислород O2, озон O3, кобальт Co, кремний Si, криптон Kr, ксенон Xe, кюрий Cm, лантан La, литий Li, лютеций Lu, магний Mg, марганец Mn, медь Cu, молибден Mo, мышьяк As, натрий Na, неодим Nd, неон Ne, нептуний Np, никель Ni, ниобий Nb, олово Sn, осмий Os, палладий Pd, платина Pt, плутоний Pu, полоний Po, празеодим Pr, прометий Pm, протактиний Pa, радий Ra, радон Rn, рений Re, родий Rh, ртуть Hg, рубидий Rb, рутений Ru, самарий Sm, свинец Pb, селен Se, сера S, серебро Ag, скандий Sc, стронций Sr, сурьма Sb, таллий Tl, тантал Ta, теллур Te, тербий Tb, технеций Tc, титан Ti, торий Th, тулий Tu, углерод C (алмаз, графит), уран U, фосфор P (белый, красный), франций Fr, фтор F, хлор Cl, хром Cr, цезий Cs, церий Ce, цинк Zn, цирконий Zr, эрбий Er.
Следует отметить, что плотность веществ в таблице выражена в размерности кг/м3 со множителем 103. В таблице можно выделить вещества (химические элементы) с минимальной и максимальной плотностью. Наименьшей плотностью из химических элементов обладают газы — например, плотность водорода равна всего 0,089 кг/м
Из тяжелых элементов высокой плотностью отличаются вольфрам — его плотность 19,3·103 кг/м3, уран, нептуний, осмий и другие металлы.
Цифры в скобках означают, что вещество при данной температуре разлагается. Сокращения: г. — газ, ж. — жидкость, тв. — твердое вещество, возг. — возгоняется, ромб. — ромбическая структура.
По данным таблицы можно выделить вещества, обладающие минимальной и максимальной температурой плавления и кипения.
Самую высокую температуру плавления среди простых веществ имеет такой химический элемент, как углерод в виде графита. Он начинает плавиться при температуре 3600°С. Другая модификация углерода — алмаз также относится к тугоплавким веществам с температурой плавления 3500°С.
Самую высокую температуру кипения имеет элемент кадмий, он кипит при температуре не ниже 7670°С, хотя начинает плавиться всего лишь при 321°С.
Атомная масса и плотность простых веществ
В таблице приведена атомная масса и плотность следующих химических элементов: азот ,актиний, алюминий, америций, аргон, астат, барий, бериллий, берклий, бор, бром, ванадий, висмут, водород, вольфрам, гадолиний, галлий, гафний, гелий, германий, гольмий, диспрозий, европий, железо, золото, индий, йод, иридий, иттербий, иттрий, кадмий, калий, калифорний, кальций, кислород, кобальт, кремний, криптон, ксенон, кюрий, лантан, литий, лютеций, магний, марганец, медь, менделевий, молибден, мышьяк, натрий, неодим, неон, нептуний, никель, ниобий, олово, осмий, палладий, платина, плутоний, полоний, празеодим, прометий, протактиний, радий, радон, рений, родий, ртуть, рубидий, рутений, самарий, свинец, селен, сера, серебро, скандий, стронций, сурьма, таллий, тантал, теллур, тербий, технеций, титан, торий, тулий, углерод (графит, алмаз), уран, фермий, фосфор, франций, фтор, хлор, хром, цезий, церий, цинк, цирконий, эйнштейний, эрбий.
Указанные значения плотности соответствуют плотности веществ при температуре 20°С и атмосферном давлении, за исключением тех случаев, когда в скобках указана другая температура.
Плотность элементов дана в размерности тонна на кубометр. Например, плотность жидкого азота при температуре -195,8°С равна 0,808 т/м3 или 808 кг/м
Источники:
1. Писаренко В.В. Справочник лаборанта-химика. Справ. пособие для проф.-техн. учебн. заведений. М., «Высшая школа», 1970. — 192 стр. с илл.
2. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
Температура плавления и кипения металлов и неметаллов
В металлургической промышленности одним из основных направлений считается литье металлов и их сплавов по причине дешевизны и относительной простоты процесса. Отливаться могут формы с любыми очертаниями различных габаритов, от мелких до крупных; это подходит как для массового, так и для индивидуального производства.
Литье является одним из древнейших направлений работы с металлами, и начинается примерно с бронзового века: 7−3 тысячелетия до н. э. С тех пор было открыто множество материалов, что приводило к развитию технологии и повышению требований к литейной промышленности.
В наши дни существует много направлений и видов литья, различающихся по технологическому процессу. Одно остается неизменным — физическое свойство металлов переходить из твердого состояния в жидкое, и важно знать то, при какой температуре начинается плавление разных видов металлов и их сплавов.
Процесс плавления металла
Данный процесс обозначает собой переход вещества из твердого состояния в жидкое.
При достижении точки плавления металл может находиться как в твердом, так и в жидком состоянии, дальнейшее возрастание приведет к полному переходу материала в жидкость.
То же самое происходит и при застывании — при достижении границы плавления вещество начнет переходить из жидкого состояния в твердое, и температура не изменится до полной кристаллизации.
При этом следует помнить, что данное правило применимо только для чистого металла. Сплавы не имеют четкой границы температур и совершают переход состояний в некотором диапазоне:
- Солидус — линия температуры, при которой начинает плавиться самый легкоплавкий компонент сплава.
- Ликвидус — окончательная точка плавления всех компонентов, ниже которой начинают появляться первые кристаллы сплава.
Точно измерить температуру плавления таких веществ невозможно, точкой перехода состояний указывается числовой промежуток.
В зависимости от температуры, при которой начинается плавление металлов, их принято разделять на:
- Легкоплавкие, до 600 °C. К ним относятся олово, цинк, свинец и другие.
- Среднеплавкие, до 1600 °C. Большинство распространенных сплавов, и такие металлы как золото, серебро, медь, железо, алюминий.
- Тугоплавкие, свыше 1600 °C. Титан, молибден, вольфрам, хром.
Также существует и температура кипения — точка, при достижении которой расплавленный металл начнет переход в газообразное состояние. Это очень высокая температура, как правило, в 2 раза превышающая точку расплава.
Влияние давления
Температура плавления и равная ей температура затвердевания зависят от давления, возрастая с его повышением. Это обусловлено тем, что при повышении давления атомы сближаются между собой, а для разрушения кристаллической решетки их нужно отдалить. При повышенном давлении требуется большая энергия теплового движения и соответствующая ей температура плавления увеличивается.
Существуют исключения, когда температура, необходимая для перехода в жидкое состояние, при повышенном давлении уменьшается. К таким веществам относят лёд, висмут, германий и сурьма.
Таблица температур плавления
Любому человеку, связанному с металлургической промышленностью, будь то сварщик, литейщик, плавильщик или ювелир, важно знать температуры, при которых происходит расплав материалов, с которыми он работает. В нижеприведенной таблице указаны точки плавления наиболее распространенных веществ.
Таблица температур плавления металлов и сплавов
| Название | T пл, °C |
|---|---|
| Алюминий | 660,4 |
| Медь | 1084,5 |
| Олово | 231,9 |
| Цинк | 419,5 |
| Вольфрам | 3420 |
| Никель | 1455 |
| Серебро | 960 |
| Золото | 1064,4 |
| Платина | 1768 |
| Титан | 1668 |
| Дюралюминий | 650 |
| Углеродистая сталь | 1100−1500 |
| Чугун | 1110−1400 |
| Железо | 1539 |
| Ртуть | -38,9 |
| Мельхиор | 1170 |
| Цирконий | 3530 |
| Кремний | 1414 |
| Нихром | 1400 |
| Висмут | 271,4 |
| Германий | 938,2 |
| Жесть | 1300−1500 |
| Бронза | 930−1140 |
| Кобальт | 1494 |
| Калий | 63 |
| Натрий | 93,8 |
| Латунь | 1000 |
| Магний | 650 |
| Марганец | 1246 |
| Хром | 2130 |
| Молибден | 2890 |
| Свинец | 327,4 |
| Бериллий | 1287 |
| Победит | 3150 |
| Фехраль | 1460 |
| Сурьма | 630,6 |
| карбид титана | 3150 |
| карбид циркония | 3530 |
| Галлий | 29,76 |
Помимо таблицы плавления, существует много других вспомогательных материалов.
Например, ответ на вопрос, какова температура кипения железа лежит в таблице кипения веществ. Помимо кипения, у металлов есть ряд других физических свойств, как прочность.
Прочность металлов
Помимо способности перехода из твердого в жидкое состояние, одним из важных свойств материала является его прочность — возможность твердого тела сопротивлению разрушению и необратимым изменениям формы. Основным показателем прочности считается сопротивление возникающее при разрыве заготовки, предварительно отожженной. Понятие прочности не применимо к ртути, поскольку она находится в жидком состоянии. Обозначение прочности принято в МПа — Мега Паскалях.
Существуют следующие группы прочности металлов:
- Непрочные. Их сопротивление не превышает 50МПа. К ним относят олово, свинец, мягкощелочные металлы
- Прочные, 50−500МПа. Медь, алюминий, железо, титан. Материалы этой группы являются основой многих конструкционных сплавов.
- Высокопрочные, свыше 500МПа. Например, молибден и вольфрам.
Таблица прочности металлов
| Металл | Сопротивление, МПа |
|---|---|
| Медь | 200−250 |
| Серебро | 150 |
| Олово | 27 |
| Золото | 120 |
| Свинец | 18 |
| Цинк | 120−140 |
| Магний | 120−200 |
| Железо | 200−300 |
| Алюминий | 120 |
| Титан | 580 |
Наиболее распространенные в быту сплавы
Как видно из таблицы, точки плавления элементов сильно разнятся даже у часто встречающихся в быту материалов.
Так, минимальная температура плавления у ртути -38,9 °C, поэтому в условиях комнатной температуры она уже в жидком состоянии.
Именно этим объясняется то, что бытовые термометры имеют нижнюю отметку в -39 градусов Цельсия: ниже этого показателя ртуть переходит в твердое состояние.
Припои, наиболее распространенные в бытовом применении, имеют в своем составе значительный процент содержания олова, имеющего точку плавления 231.9 °C, поэтому большая часть припоев плавится при рабочей температуре паяльника 250−400°C.
Помимо этого, существуют легкоплавкие припои с более низкой границей расплава, до 30 °C и применяются тогда, когда опасен перегрев спаиваемых материалов. Для этих целей существуют припои с висмутом, и плавка данных материалов лежит в интервале от 29,7 — 120 °C.
Расплавление высокоуглеродистых материалов в зависимости от легирующих компонентов лежит в границах от 1100 до 1500 °C.
Точки плавления металлов и их сплавов находятся в очень широком температурном диапазоне, от очень низких температур (ртуть) до границы в несколько тысяч градусов. Знание этих показателей, а так же других физических свойств очень важно для людей, которые работают в металлургической сфере. Например, знание того, при какой температуре плавится золото и другие металлы пригодятся ювелирам, литейщикам и плавильщикам.
Каждый металл или сплав обладает уникальными свойствами, в число которых входит температура плавления. При этом объект переходит из одного состояния в другое, в конкретном случае становится из твёрдого жидким. Чтобы его расплавить, необходимо подвести к нему тепло и нагревать до достижения нужной температуры. В момент, когда достигается нужная точка температуры данного сплава, он ещё может остаться в твёрдом состоянии. При продолжении воздействия начинает плавиться.
Наиболее низкая температура плавления у ртути — она плавится даже при -39 °C, самая высокая у вольфрама — 3422 °C. Для сплавов (стали и других) определить точную цифру крайне сложно.
Все зависит от соотношения компонентов в них. У сплавов она записывается как числовой промежуток.
Как происходит процесс
Элементы, какими бы они ни были: золото, железо, чугун, сталь или любой другой — плавятся примерно одинаково. Это происходит при внешнем или внутреннем нагревании. Внешнее нагревание осуществляется в термической печи. Для внутреннего применяют резистивный нагрев, пропуская электрический ток или индукционный нагрев в электромагнитном поле высокой частоты. Воздействие при этом примерно одинаковое.
Когда происходит нагревание, усиливается амплитуда тепловых колебаний молекул. Появляются структурные дефекты решётки, сопровождаемые разрывом межатомных связей. Период разрушения решётки и скопления дефектов и называется плавлением.
В зависимости от градуса, при котором плавятся металлы, они разделяются на:
- легкоплавкие — до 600 °C: свинец, цинк, олово;
- среднеплавкие — от 600 °C до 1600 °C: золото, медь, алюминий, чугун, железо и большая часть всех элементов и соединений;
- тугоплавкие — от 1600 °C: хром, вольфрам, молибден, титан.
В зависимости от того, каков максимальный градус, подбирается и плавильный аппарат. Он должен быть тем прочнее, чем сильнее будет нагревание.
Вторая важная величина — градус кипения. Это параметр, при достижении которого начинается кипение жидкостей. Как правило, она в два раза выше градуса плавления. Эти величины прямо пропорциональны между собой и обычно их приводят при нормальном давлении.
Если давление увеличивается, величина плавления тоже увеличивается. Если давление уменьшается, то и она уменьшается.
Таблица характеристик
Металлы и сплавы — непременная основа для ковки, литейного производства, ювелирной продукции и многих других сфер производства. Чтобы не делал мастер (ювелирные украшения из золота, ограды из чугуна, ножи из стали или браслеты из меди), для правильной работы ему необходимо знать температуры, при которых плавится тот или иной элемент.
Чтобы узнать этот параметр, нужно обратиться к таблице. В таблице также можно найти и градус кипения.
Среди наиболее часто применяемых в быту элементов показатели температуры плавления такие:
- алюминий — 660 °C;
- температура плавления меди — 1083 °C;
- температура плавления золота — 1063 °C;
- серебро — 960 °C;
- олово — 232 °C. Олово часто используют при пайке, так как температура работающего паяльника составляет как раз 250–400 градусов;
- свинец — 327 °C;
- температура плавления железо — 1539 °C;
- температура плавления стали (сплав железа и углерода) — от 1300 °C до 1500 °C. Она колеблется в зависимости от насыщенности стали компонентами;
- температура плавления чугуна (также сплав железа и углерода) — от 1100 °C до 1300 °C;
- ртуть — -38,9 °C.
Как понятно из этой части таблицы, самый легкоплавкий металл — ртуть, которая при плюсовых температурах уже находится в жидком состоянии.
Градус кипения всех этих элементов почти вдвое, а иногда и ещё выше градуса плавления. Например, у золота он 2660 °C, у алюминия — 2519 °C, у железа — 2900 °C, у меди — 2580 °C, у ртути — 356,73 °C.
У сплавов типа стали, чугуна и прочих металлов расчёт примерно такой же и зависит от соотношения компонентов в сплаве.
Максимальная температура кипения у металлов — у рения — 5596 °C. Наибольшая температура кипения — у наиболее тугоплавящихся материалов.
Бывают таблицы, в которых также указана плотность металлов. Самым лёгким металлом является литий, самым тяжёлым — осмий. У осмия плотность выше, чем у урана и плутония, если рассматривать её при комнатной температуре. К лёгким металлам относятся: магний, алюминий, титан. К тяжёлым относится большинство распространённых металлов: железо, медь, цинк, олово и многие другие. Последняя группа — очень тяжёлые металлы, к ним относятся: вольфрам, золото, свинец и другие.
Ещё один показатель, встречающийся в таблицах — это теплопроводность металлов. Хуже всего тепло проводит нептуний, а лучший по теплопроводности металл — серебро. Золото, сталь, железо, чугун и прочие элементы находится посередине между этими двумя крайностями. Чёткие характеристики для каждого можно найти в нужной таблице.
Ответ
- Комментарии
- Отметить нарушение
Ответ
Неметаллы: атомы и простые вещества. Кислород, озон, воздух
Температуры плавления неметаллов также лежат в очень широком интервале: от 3800 °С у графита до -210 °С у азота. Эта особенность свойств неметаллов является следствием образования ими двух типов кристаллических решеток: молекулярной (O2, N2, галогены, белый фосфор и др.) и атомной (алмаз, графит, кремний, бор и др.)
Неметаллы: атомы и простые вещества. Кислород, озон, воздух
Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Неметаллы: атомы и простые вещества. Кислород, озон, воздух
Все химические элементы разделяют на металлы и неметаллы в зависимости от строения и свойств их атомов. Также на металлы и неметаллы классифицируют образуемые элементами простые вещества, исходя из их физических и химических свойств.
С металлами вы познакомились в предыдущей главе. Теперь перейдем к рассмотрению неметаллов.
Само слово «неметаллы» указывает, что свойства неметаллических элементов и соответствующих им простых веществ противоположны свойствам металлов.
Если для атомов металлов характерны сравнительно большие радиусы и небольшое число электронов на внешнем уровне (1е-, З- ), атомам неметаллов, наоборот, свойственны небольшие радиусы атомов и число электронов на внешнем энергетическом уровне от 4 до 8 (у бора этих электронов 3, но атомы этого элемента имеют очень небольшой радиус). Отсюда и стремление атомов металлов к отдаче внешних электронов, т. е. восстановительные свойства, а для атомов неметаллов — стремление к приему недостающих до заветной восьмерки электронов, т.
е. окислительные свойства.
Среди 109 известных сегодня химических элементов (из них 88 элементов найдено в природе) к неметаллам относят 22 элемента. О расположении металлов и неметаллов в периодической системе элементов мы уже рассказывали в предыдущей главе. Здесь еще раз отметим, что металлы в периодической системе расположены в основном под диагональю В—Аt, а неметаллы — по этой диагонали и над ней.
Свойства простых веществ, образуемых неметаллами, отличаются большим разнообразием. Хотя по сравнению с металлами неметаллов гораздо меньше, для них трудно выделить общие характерные признаки. Судите сами: водород Н2, кислород и озон 02 и 03, фтор F2, хлор Сl2, азот — газы при обычных условиях, бром Вr2 — жидкость, а бор, углерод (алмаз, графит), кремний, фосфор (красный и белый), сера (пластическая и ромбическая), селен, теллур, иод 12, астат — твердые вещества.
Если для подавляющего большинства металлов характерен серебристо-белый цвет, то окраска неметаллов — простых веществ охватывает все цвета спектра: красный (красный фосфор, красно-бурый жидкий бром), желтый (сера), зеленый (хлор — желто-зеленый газ), фиолетовый (пары иода).
Температуры плавления неметаллов также лежат в очень широком интервале: от 3800 °С у графита до -210 °С у азота. Эта особенность свойств неметаллов является следствием образования ими двух типов кристаллических решеток: молекулярной (O2, N2, галогены, белый фосфор и др.) и атомной (алмаз, графит, кремний, бор и др.). Разным строением кристаллических решеток объясняется и явление аллотропии (вспомните, что это такое). Например, элемент фосфор образует простое вещество с молекулярной кристаллической решеткой — белый фосфор, молекулы которого имеют состав Р4, и простое вещество с атомной кристаллической решеткой — красный фосфор Р.
Вторая причина аллотропии связана с разным числом атомов в молекулах простых веществ. Типичный пример — простые вещества, образуемые кислородом: обычный кислород 02 и озон O3.
В отличие от бесцветного кислорода О2, не имеющего запаха, озон — это светло-синий газ с сильным запахом.
Вы уже знаете из курса прошлого года, что примесь озона в воздухе, появляющаяся после грозы, дает ощущение приятной свежести; содержится озон и в воздухе сосновых лесов и морского побережья.
В природе озон образуется при электрических разрядах или окислении органических смолистых веществ, а также при действии ультрафиолетовых лучей на кислород. В лаборатории его получают в специальных приборах — озонаторах при действии на кислород тихим (без искр) электрическим разрядом (рис. 16).
озонатор
Озон — гораздо более сильный окислитель, чем кислород. Его молекулы распадаются при обычной температуре с отщеплением атомарного кислорода:
Температура плавления и кипения простых веществ
Зависимость А (3 от температуры на рисунке представлена в упрощенном виде. Здесь пе учтены фазовые превращения — плавление и кипение простых веществ и оксидов. [c.244]Плотность, температура плавления и температура кипения простых веществ [c.23]
Температура кипения простых веществ зависит от энергии связи примерно так же, как и температура плавления. [c.198]
При переходе вниз по группе температуры и энтальпии плавления и кипения простых веществ возрастают, что объясняется усилением межмолекулярных взаимодействий (силы Ван-дер-Ваальса) в структурах кристаллической и жидкой фаз при увеличении массы и размера атома. Энтропии плавления благородных газов почти не изменяются, но энтропии испарения (при температуре кипения) возрастают при переходе вниз по группе, что также свидетельствует об усилении межмолекулярных взаимодействий. [c.13]
Температура плавления и кипения простых веществ [c.100]
Нижние числа в табл. 32 означают температуры кипения простых веществ, которые изменяются параллельно изменению температур плавления. [c.101]
Об упрочении химической связи свидетельствует увеличение энтальпии атомизации простых веществ.
С упрочением химической связи в ряду металлов однотипной структуры в подгруппе возрастают энтальпии плавления и кипения, а следовательно, и температуры плавления, кипения, возгонки (согласно Т = ДЯ/Д5), например [c.549]
Кроме того, Менделеев рассматривал и многие другие качественные и количественные свойства элементов, главнейшие из которых — атомные объемы, плотности, теплоемкости, температуры плавления и кипения простых веществ и их способность реагировать с кислородом, водой, галогенами, теплоты образования соединений, способность к образованию кристаллических соединений, формы кристаллогидратов и многое другое. [c.228]
Г. Сабо нашел закономерности, устанавливающие количественную зависимость физических констант простых тел, ил1 элементарных веществ (температур плавления, кипения, теплот сублимации, энтальпии), от числа 5-, р- и -электронов в атоме данного элемента и номера периода в периодической системе, где элемент размещен. [c.697]
Температуры плавления и кипения простых веществ. Максимумы относятся к элементам четвертой группы, минимумы — к инертным газам. [c.59]
Стандартную энергию Гиббса вещества при температуре Т можно определить на основании уравнения (11.29) путем расчета константы равновесия для реакции, протекающей с участием этого вещества и других веществ с известными значениями стандартной энергии Гиббса. Принято считать, что величины так же, как и Я°, равны нулю при каждой температуре для каждого простого вещества в его стандартном состоянии, которое обычно является устойчивым кристаллическим состоянием при низких температурах, жидкостью выше точки плавления и газом при давлении 1 атм и при температуре выше нормальной точки кипения. [c.362]
Объяснить наблюдаемую закономерность в изменении температур плавления и кипения простых веществ в ряду кислород — полоний. Почему температуры плавления и кипения серы значительно выше соответствующих температур для кислорода Почему при переходе от фтора к хлору не наблюдается такого сильного различия в температурах плавления и кипения [c.
120]
Молекулы простых веществ, образуемых атомами галогенов, двухатомны. С увеличением в ряду F, С1, Вг, I, At радиуса атомов возрастает поляризуемость молекул. В результате усиливается межмолекулярное дисперсионное взаимодействие, что обусловливает возрастание температур плавления и кипения простых веществ. [c.350]
Предлагаемая книга, по мысли составителей, должна восполнить указанный пробел в химической справочной литературе. Она содержит сведения о большом числе простых веществ и неорганических соединений, причем охарактеризованы разнообразные их свойства (цвет, кристаллические формы, строение и энергетические характеристики молекул, плотность, растворимость, температуры плавления, кипения и фазовых превращений, критические величины, термодинамические константы, давление насыщенных паров и т. д.), а также свойства атомов и ионов и некоторые свойства водных растворов. [c.4]
Физические свойства. В соответствии с характером изменения структуры и типа химической связи закономерно изменяются и свойства простых веществ — их плотность, температура плавления и кипения, электрическая проводимость и др. Так, аргон, хлор р,г/см и сера в твердом состоянии являются диэлектриками, [c.235]
Простое вещество. В виде простого вещества натрий — легкий (пл. 0,97), мягкий серебристо-белый металл со сравнительно невысокими температурами плавления (97,8°С) и кипения (883°С). [c.488]
Простые вещества. В виде простых веществ торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий — серебристо-белые металлы с высокой плотностью и относительно высокими температурами плавления и кипения [c.650]
Температуры плавления и кипения некоторых простых молекулярных веществ [c.26]
Связи между молекулами разрушаются при нагревании много легче, чем между атомами в молекулах, по крайней мере в не слишком сложных молекулах.
Вещества с молекулярными решетками обладают поэтому сравнительно низкими температурами плавления и значительной летучестью. Простейшие из относящихся сюда веществ, например Ог, N2, СН4 и т. д., обладают температурами плавления и кипения значительно более низкими, чем комнатные температуры, и в обычных условиях находятся в газообразном или жидком состоянии. Из более сложных веществ кристаллами с межмолекулярной связью обладают прежде всего органические соединения, например бензол, нафталин и др. [c.127]
Согласно формулировке закона Д. И. Менделеева периодичность изменения свойств касается не только химических элементов, но и образуемых ими простых и сложных веществ. Периодичность изменения обнаружена для молярных объемов, температур плавления и кипения, для магнитных и электрических свойств, для теплот образования, теплоемкости и многих других физико-химических свойств, характеризующих простые и сложные вещества. [c.22]
Физические свойства галогенов закономерно изменяются (табл. 22). От фтора к иоду растет плотность, увеличиваются размеры атомов, повышаются температуры кипения и плавления, усиливается окраска простых веществ (табл. 23). [c.102]
Ниже приведены основные физические свойства простых веществ плотность, температура плавления и температура кипения, твердость, растворимость в воде. [c.22]
Вследствие относительно большего размера атома (молекулы) аргон более склонен к образованию межмолекулярных связей, чем гелий и неон. Поэтому аргон в виде простого вещества характеризуется несколько более высокими температурами плавления (—189,3°С) и кипения (—185,9°С). Он лучше адсорбируется. Твердый аргон имеет кубическую гранецентрированную решетку. [c.611]
В виде простых веществ криптон, ксенон и радон — неметаллы с низкими температурами плавления и кипения. Их обычно (а также Не, Ne и Аг) называют благородными или инертными газами. Основные физические константы простых веществ элементов подгруппы криптона и, для сравнения, типических элементов приведены ниже [c.
612]
Зависимость ДС от температуры на рис. представлена в упрощенном виде. Здесь не учтены фазовые превращения—плавление о кипение простых веществ и иксидов, не учтено также влияние температуры на значения АН и процессов. [c.266]
Многие физические свойства простых веществ и однотипных соединений элементов тоже изменяются периодически (температура плавления, кипения, теплота образования, плотность, кристаллическая структура, грамм-атомный объем и т. д.). Однако эти свойства зависят не только от строения электронной оболочки атомов и далеко не всегда ясны причины, их определяющие. В этих случаях самая сложность макроскопических проявлений специфичности вещества, накла-дываясь на принципиальную периодичность свойств составляющих его атомов, затемняет основной смысл периодического закона и закрывает от нашего взора важные его детали 1101, стр. 23]. [c.82]
Проиллюстрируйте проявление внутренней периодичности в ряду лантаноидов, например, ходом кривых зависимости стандартных окислительно-восстандвительных потенциалое от порядкового номера элемента. Аналогичные кривые постройте для экергий атомизации, температур плавления и кипения простых веществ. Прокомментируйте ход кривых. [c.77]
Валентный слой атома аргона, как и неона, содержит восемь электронов. Вследствие большой устойчивости электронной структуры атома (энергия ионизации 15,76 эВ) соединения валентного типа для аргона не получены. Имея относительно больший размер атома (молекулы), аргон более склонен к образованию межмолекулярпых связей, чем гелий и неон. Поэтому аргон в виде простого вещества характеризуется несколько более высокими температурами плавления (—189,3″С) и кипения (—185,9°С). Он лучше адсорбируется. [c.496]
Аг —-Кг — Хе характеризуется следующими соотношениями 1 2 3 12 20 (поляризуемость молекулы Хе в 20 раз выше, чем Не). F o T поляризуемости сказывается на усилении межмолекулярного Езаимодействия, а это последнее — на возрастании температур кипения и плавления простых веществ [c.
497]
В табл. 1-3 сопоставлены температуры плавления и кипения нек о торых веществ, состоящих из простых молекул. Как правило, большим молекулам соответствуют более высокие температуры плавления и кипения, поскольку такие молекулы имеют большую поверхность, что приводит к большим вандерваальсовым силам притяжения. Так, при давлении 1 атм Н2 кипит при — 252,5 С, СН -при — 164,0″С, а СдН1д следует нагреть до + 125,7 С, чтобы его молекулы отделились одна от другой и перешли в газовую фазу. [c.24]
Для предсказания свойств простых веществ и соединений Д. И. Менделеев использовал следующий прием он находил неизвестные свойства как среднее а р н ф м е т 1 ч е с к о е нз свойств окружающих элемент соседей в периодической системе, справа и слева, сверху и снизу. Этот способ может быть назван методом Д. И. Менделеева. Так, например, соседями селена слева и справа являются мышьяк-и бром, образующие водородные соединения НзАз н НВг очевидно, селен может образовать соединение НгЗе и свойства этого соединения. (температуры плавления и кипения, растворимость в воде, плотность в жидком и твердом состояниях и т. д.) будут близки к среднему арифметическому из соответствующих свойств НзАз иЛВг. Так же можно определить свойства НгЗе как среднее из свойств аналогичных соединений элементов, расположенных в периодической системе сверху и снизу от селена,— серы и теллура, т. е. НгЗ н НгТе. Очевидно, результат получится наиболее достоверным, если вычислить свойства НгЗе как среднее из свойств четырех соединений НзАз, НВг, Нг5 и НДе. Данный метод широко применяется и в настоящее время для оценки значений свойств неизученных веществ. [c.38]
В виде простого вещества гелий по физическим свойствам наиболее близок к молекулярному водороду. Вследствие ничтожнон поляризуемости атомов гелия у него самые низкие температуры кипения (—269 «С) и плавления (—272 С при 25 атм). По этой же причине кристаллический гелий, как и Hj, имеет гексагональную решетку.
Твердый гелий можно получить лишь при высоком давлении. [c.609]
Для выяснений той роли, которую вода играет в нашем природном окружении, важно знать ее физические свойства в твердом, жидком и газообразном состояниях. Поэтому полезно начать с напоминания о некоторых особых свойствах воды, описанных в предыдущих главах. Для вещества с такой небольшой молекулярной массой вода обладает необычно высокими температурами плавления и кипения (см. разд. 11.5, ч. 1). Метан СН , имеющий приблизительно такую же молекулярную массу, как и вода, кипит при 89 К, в то время как вода кипит при 373 К. Вода обладает необьино высокой удельной теплоемкостью, равной 4,184 Дж/(г град). Удельная теплоемкость большинства простых органических жидкостей составляет лишь приблизительно половину указанной величины. Это означает, что при поглощении определенного количества теплоты температура воды повышается на меньшую величину, чем у многих других жидкостей. Теплота испарения воды тоже необычно высока, т.е. для испарения одного грамма воды требуется больше теплоты, чем для испарения [c.143]
Температура кипения металлов (Таблица)
Справочная таблица по химии содержит информацию по температуре кипения металлов. Будет полезна для школьников и студентов при изучении химии, а также для подготовки к экзаменам и ЕГЭ.
Смотрите также таблицу «температура кипения твердых тел».
Металлы | Температура кипения, С° |
Актиний | 3300 |
Албминий | 2467 |
Барий | 1860 |
Бериллий | 2470 |
Висмут | 1550 |
Вольфрам | 5657 |
Галлий | 2205 |
Германий | 2850 |
Железо | 3050 |
Золото | 2807 |
Индий | 2000 |
Иридий | 4400 |
Итрий | 3300 |
Кадмий | 767 |
Кальций | 1495 |
Кобальт | 2960 |
Лантан | 3450 |
Магний | 1095 |
Медь | 2567 |
Никель | 2900 |
Олово | 2620 |
Осмий | 5027 |
Палладий | 2940 |
Платина | 3800 |
Радий | 1500 |
Родий | 3700 |
Ртуть | 357 |
Рутений | 4200 |
Свинец | 1475 |
Серебро | 2212 |
Скандий | 2850 |
Стронций | 1390 |
Сурьма | 1634 |
Таллий | 1475 |
Хром | 2672 |
Цинк | 906,2 |
Приведите физические и химические свойства Соединений каждой пары и объясните чем обусловлены
А) SiO2 и CO2.
SiO2 — твердый при н.у., высокая температура плавления, диэлектрик, атомная кристаллическая решетка, имеет несколько полиморфных модификаций, нерастворим в воде.
Кислотный оксид, реагирует при сплавлении с основными оксидами и щелочами, растворяется в плавиковой кислоте.
CO2 — газ при н.у., низкая температура плавления (и кипения), молекулярная кристаллическая решетка, не имеет полиморфных модификаций, растворим в воде и обратимо реагирует с ней.
Кислотный оксид, легко реагирует с основными оксидами и щелочами.
Различия в свойствах вызваны различным строением кристаллических решеток.
б) h3O и Nh4.
h3O — жидкость при н.у., для водородных соединений неметаллов — самая высокая температура плавления и кипения, молекулярная кристаллическая решетка, характерно наличие водородных связей, растворяет полярные вещества.
Амфотерное соединение, реагирует с металлами, неметаллами, сложными веществами, органическими веществами.
Nh4 — газ при н.у., низкие температуры плавления и кипения, молекулярная кристаллическая решетка, характерно наличие водородных связей, жидкий аммиак растворяет полярные вещества и металлы, сам прекрасно растворим в воде.
Амфотерное соединение, жидкий аммиак реагирует с металлами реагирует с неметаллами, сложными веществами, органическими веществами.
Различия в свойствах обусловлены разной силой водородных связей.
в) Cl2 и F2.
Cl2 — газ при н.у., низкие температуры плавления и кипения, молекулярная кристаллическая решетка, растворим в воде и обратимо реагирует с ней.
Реагирует с металлами, некоторыми неметаллами, сложными и органическими веществами, характерны окислительные свойства, склонен к реакциям диспропорционирования.
F2 — газ при н.у., низкие температуры плавления и кипения, молекулярная кристаллическая решетка, необратимо реагирует с водой, последняя «горит».
Один из мощнейших окислителей, не проявляет восстановительные свойства, реагирует со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона, реагирует со сложными веществами, многие органические вещества обугливаются в его атмосфере.
Различия в свойствах вызваны разным электронным строением атомов, входящих в состав веществ.
г) h3S и h3SO4.
h3S — газ при н.у., низкие температуры плавления и кипения, молекулярная кристаллическая решетка, слабо растворим в воде, раствор в воде — слабая кислота.
Реагирует с металлами, неметаллами, сложными веществами, органическими веществами, проявляет ярко выраженные восстановительные свойства.
h3SO4 — жидкость при н.у., большая температура кипения, молекулярная кристаллическая решетка, в любых соотношениях растворяется в воде, раствор в воде — сильная кислота.
Реагирует с металлами, неметаллами, сложными и органическими веществами, проявляет окислительные свойства, концентрированная кислота — сильный окислитель.
Различия в свойствах вызваны различной конфигурацией атома серы.
д) О2 и О3.
О2 — газ при н.у., низкие температуры плавления и кипения, парамагнетик, молекулярная кристаллическая решетка, молекула представляет собой бирадикал, молекула неполярна, слабо растворим в воде.
Проявляет окислительные свойства, реагирует с большинством известных веществ, в реакциях со фторсодержащими окислителями проявляет восстановительные свойства.
О3 — газ при н.у., низкие температуры плавления и кипения, диамагнетик, молекулярная кристаллическая решетка, молекула представляет собой резонансный гибрид, молекула полярна, неустойчив, растворим в воде в 10 раз лучше кислорода, в больших концентрациях ядовит.
Проявляет сильные окислительные свойства, реагирует с большинством известных веществ.
Различия в свойствах вызваны различным строением и количеством атомов кислорода в составе.
е) Белый фосфор и красный фосфор.
Белый фосфор — твердый при н.у., молекулярная кристаллическая решетка (состав молекул при н.у. — Р4), наименьшая плотность и температура плавления среди аллотропных модификаций фосфора, характерна хемилюминисценция, очень ядовит.
Очень реакционно способен, реагирует с металлами, с неметаллами, легко окисляется даже на воздухе.
Красный фосфор — твердый при н.у., атомная кристаллическая решетка, высокая плотность и температура плавления, неядовит.
Малаяреакционная способность, в реакции вступает только при нагревании, реагирует с металлами, с неметаллами, не окисляется на сухом воздухе.
Различия в свойствах вызваны различным строением кристаллических решеток.
ж) Алмаз и графит.
Алмаз — твердый при н.у., высочайшая среди минералов твёрдость (в то же время хрупкость), наиболее высокая теплопроводность среди всех твёрдых тел, большие показатели преломления и дисперсии, диэлектрик.
При н.у. устойчив, при нагревании постепенно переходит в графит.
Графит — твердый при н.у, хорошо проводит электрический ток, обладает низкой твёрдостью, относительно мягкий, неплавкий, устойчив при нагревании в отсутствие воздуха, жирный на ощупь, при трении расслаивается на отдельные чешуйки.
Растворим в концентрированной азотной кислоте, со многими веществами образует соединения включения.
Различия в свойствах вызваны разным строением кристаллических решеток.
Температура плавления цветных и черных металлов
В металлургической промышленности одним из основных направлений считается литье металлов и их сплавов по причине дешевизны и относительной простоты процесса. Отливаться могут формы с любыми очертаниями различных габаритов, от мелких до крупных; это подходит как для массового, так и для индивидуального производства.
Литье является одним из древнейших направлений работы с металлами, и начинается примерно с бронзового века: 7−3 тысячелетия до н. э. С тех пор было открыто множество материалов, что приводило к развитию технологии и повышению требований к литейной промышленности.
В наши дни существует много направлений и видов литья, различающихся по технологическому процессу. Одно остается неизменным — физическое свойство металлов переходить из твердого состояния в жидкое, и важно знать то, при какой температуре начинается плавление разных видов металлов и их сплавов.
Процесс плавления металла
Данный процесс обозначает собой переход вещества из твердого состояния в жидкое. При достижении точки плавления металл может находиться как в твердом, так и в жидком состоянии, дальнейшее возрастание приведет к полному переходу материала в жидкость.
То же самое происходит и при застывании — при достижении границы плавления вещество начнет переходить из жидкого состояния в твердое, и температура не изменится до полной кристаллизации.
При этом следует помнить, что данное правило применимо только для чистого металла. Сплавы не имеют четкой границы температур и совершают переход состояний в некотором диапазоне:
- Солидус — линия температуры, при которой начинает плавиться самый легкоплавкий компонент сплава.
- Ликвидус — окончательная точка плавления всех компонентов, ниже которой начинают появляться первые кристаллы сплава.
Точно измерить температуру плавления таких веществ невозможно, точкой перехода состояний указывается числовой промежуток.
В зависимости от температуры, при которой начинается плавление металлов, их принято разделять на:
- Легкоплавкие, до 600 °C. К ним относятся олово, цинк, свинец и другие.
- Среднеплавкие, до 1600 °C. Большинство распространенных сплавов, и такие металлы как золото, серебро, медь, железо, алюминий.
- Тугоплавкие, свыше 1600 °C. Титан, молибден, вольфрам, хром.
Также существует и температура кипения — точка, при достижении которой расплавленный металл начнет переход в газообразное состояние. Это очень высокая температура, как правило, в 2 раза превышающая точку расплава.
Влияние давления
Температура плавления и равная ей температура затвердевания зависят от давления, возрастая с его повышением.
Это обусловлено тем, что при повышении давления атомы сближаются между собой, а для разрушения кристаллической решетки их нужно отдалить. При повышенном давлении требуется большая энергия теплового движения и соответствующая ей температура плавления увеличивается.
Существуют исключения, когда температура, необходимая для перехода в жидкое состояние, при повышенном давлении уменьшается. К таким веществам относят лёд, висмут, германий и сурьма.
Таблица температур плавления
Любому человеку, связанному с металлургической промышленностью, будь то сварщик, литейщик, плавильщик или ювелир, важно знать температуры, при которых происходит расплав материалов, с которыми он работает. В нижеприведенной таблице указаны точки плавления наиболее распространенных веществ.
Таблица температур плавления металлов и сплавов
| Название | T пл, °C |
|---|---|
| Алюминий | 660,4 |
| Медь | 1084,5 |
| Олово | 231,9 |
| Цинк | 419,5 |
| Вольфрам | 3420 |
| Никель | 1455 |
| Серебро | 960 |
| Золото | 1064,4 |
| Платина | 1768 |
| Титан | 1668 |
| Дюралюминий | 650 |
| Углеродистая сталь | 1100−1500 |
| Чугун | 1110−1400 |
| Железо | 1539 |
| Ртуть | -38,9 |
| Мельхиор | 1170 |
| Цирконий | 3530 |
| Кремний | 1414 |
| Нихром | 1400 |
| Висмут | 271,4 |
| Германий | 938,2 |
| Жесть | 1300−1500 |
| Бронза | 930−1140 |
| Кобальт | 1494 |
| Калий | 63 |
| Натрий | 93,8 |
| Латунь | 1000 |
| Магний | 650 |
| Марганец | 1246 |
| Хром | 2130 |
| Молибден | 2890 |
| Свинец | 327,4 |
| Бериллий | 1287 |
| Победит | 3150 |
| Фехраль | 1460 |
| Сурьма | 630,6 |
| карбид титана | 3150 |
| карбид циркония | 3530 |
| Галлий | 29,76 |
Помимо таблицы плавления, существует много других вспомогательных материалов.
Например, ответ на вопрос, какова температура кипения железа лежит в таблице кипения веществ. Помимо кипения, у металлов есть ряд других физических свойств, как прочность.
Прочность металлов
Помимо способности перехода из твердого в жидкое состояние, одним из важных свойств материала является его прочность — возможность твердого тела сопротивлению разрушению и необратимым изменениям формы. Основным показателем прочности считается сопротивление возникающее при разрыве заготовки, предварительно отожженной. Понятие прочности не применимо к ртути, поскольку она находится в жидком состоянии. Обозначение прочности принято в МПа — Мега Паскалях.
Существуют следующие группы прочности металлов:
- Непрочные. Их сопротивление не превышает 50МПа. К ним относят олово, свинец, мягкощелочные металлы
- Прочные, 50−500МПа. Медь, алюминий, железо, титан. Материалы этой группы являются основой многих конструкционных сплавов.
- Высокопрочные, свыше 500МПа. Например, молибден и вольфрам.
Таблица прочности металлов
| Металл | Сопротивление, МПа |
|---|---|
| Медь | 200−250 |
| Серебро | 150 |
| Олово | 27 |
| Золото | 120 |
| Свинец | 18 |
| Цинк | 120−140 |
| Магний | 120−200 |
| Железо | 200−300 |
| Алюминий | 120 |
| Титан | 580 |
Наиболее распространенные в быту сплавы
Как видно из таблицы, точки плавления элементов сильно разнятся даже у часто встречающихся в быту материалов.
Так, минимальная температура плавления у ртути -38,9 °C, поэтому в условиях комнатной температуры она уже в жидком состоянии.
Именно этим объясняется то, что бытовые термометры имеют нижнюю отметку в -39 градусов Цельсия: ниже этого показателя ртуть переходит в твердое состояние.
Припои, наиболее распространенные в бытовом применении, имеют в своем составе значительный процент содержания олова, имеющего точку плавления 231.9 °C, поэтому большая часть припоев плавится при рабочей температуре паяльника 250−400°C.
Помимо этого, существуют легкоплавкие припои с более низкой границей расплава, до 30 °C и применяются тогда, когда опасен перегрев спаиваемых материалов. Для этих целей существуют припои с висмутом, и плавка данных материалов лежит в интервале от 29,7 — 120 °C.
Расплавление высокоуглеродистых материалов в зависимости от легирующих компонентов лежит в границах от 1100 до 1500 °C.
Точки плавления металлов и их сплавов находятся в очень широком температурном диапазоне, от очень низких температур (ртуть) до границы в несколько тысяч градусов. Знание этих показателей, а так же других физических свойств очень важно для людей, которые работают в металлургической сфере. Например, знание того, при какой температуре плавится золото и другие металлы пригодятся ювелирам, литейщикам и плавильщикам.
Температуры плавления и кипения химических элементов
Обозначения: (Т.Р. тройная точка).
Литература: Bulletin of Alloy Phase Diagrams.
- Таблица термофизических свойств химических элементов. Источник: Scientific Group Thermodata Europe (SGTE)
- Температуры плавления и кипения чистых химических элементов при атмосферном давлении (Источник : Bulletin of Alloy Phase Diagrams)
- Температуры фазовых превращений химических элементов при атмосферном давлении (Источник: Bulletin of Alloy Phase Diagrams)
|
Символ элемента |
Температура, плавления, °C |
Температура плавления, K |
погрешность |
Температура кипения, °C |
Температура кипения, K |
|
Ac |
1051 |
1324 |
±50 |
3200 |
3473(a) |
|
Ag |
961.93 |
1235.08 |
— |
2163 |
2436 |
|
Al |
660.452 |
933.602 |
— |
2520 |
2793 |
|
Am |
1176 |
1449 |
— |
— |
— |
|
Ar |
-189.352(T.P.) |
83.798(T.P.) |
— |
-185.9 |
87.3 |
|
As |
614(S.P.) |
887(S.P.) |
— |
— |
— |
|
At |
-302 |
-575 |
— |
— |
— |
|
Au |
1064.43 |
1337.58 |
— |
2857 |
3130 |
|
B |
2092 |
2365 |
— |
4002 |
4275 |
|
Ba |
727 |
1000 |
±2 |
1898 |
2171 |
|
Be |
1289 |
1562 |
±5 |
2472 |
2745 |
|
Bi |
271.442 |
544.592 |
— |
1564 |
1837 |
|
Bk |
1050 |
1323 |
— |
— |
— |
|
Br |
-7.25(T.P.) |
265.90(T.P.) |
— |
59.10 |
332.25 |
|
C |
3827(S.P.) |
4100(S.P.) |
±50 |
— |
— |
|
Ca |
842 |
1115 |
±2 |
1484 |
1757 |
|
Cd |
321.108 |
594.258 |
— |
767 |
1040 |
|
Ce |
798 |
1071 |
±3 |
3426 |
3699 |
|
Cf |
900 |
1173 |
— |
— |
— |
|
Cl |
-100.97(T.P.) |
172.18(T.P.) |
— |
-34.05 |
239.10 |
|
Cm |
1345 |
1618 |
— |
— |
— |
|
Co |
1495 |
1768 |
— |
2928 |
3201 |
|
Cr |
1863 |
2136 |
±20 |
2672 |
2945 |
|
Cs |
28.39 |
301.54 |
±0.05 |
671 |
944 |
|
Cu |
1084.87 |
1358.02 |
±0.04 |
2563 |
2836 |
|
Dy |
1412 |
1685 |
— |
2562 |
2835 |
|
Er |
1529 |
1802 |
— |
2863 |
3136 |
|
Es |
860 |
1133 |
— |
— |
— |
|
Eu |
822 |
1095 |
— |
1597 |
1870 |
|
F |
-219.67(T.P.) |
53.48(T.P.) |
— |
-188.20 |
84.95 |
|
Fe |
1538 |
1811 |
— |
2862 |
3135 |
|
Fm |
-1527 |
-1800 |
— |
— |
— |
|
Fr |
-27 |
-300 |
— |
— |
— |
|
Ga |
29.7741(T.P.) |
302.9241(T.P.) |
±0.001 |
2205 |
2478 |
|
Gd |
1313 |
1586 |
— |
3266 |
3539 |
|
Ge |
938.3 |
1211.5 |
— |
2834 |
3107 |
|
H |
-259.34(T.P.) |
13.81(T.P.) |
— |
-252.882 |
20.268 |
|
He |
-271.69(T.P.) |
1.46(T.P.) |
(b) |
-268.935 |
4.215 |
|
Hf |
2231 |
2504 |
±20 |
4603 |
4876 |
|
Hg |
-38.8290 |
234.314 |
— |
356.623 |
630 |
|
Ho |
1474 |
1747 |
— |
2695 |
2968 |
|
I |
113.6 |
386.8 |
— |
185.25 |
458.40 |
|
In |
156.634 |
429.784 |
— |
2073 |
2346 |
|
Ir |
2447 |
2720 |
— |
4428 |
4701 |
|
K |
63.71 |
336.86 |
±0.5 |
759 |
1032 |
|
Kr |
-157.385 |
115.765 |
±0.001 |
-153.35 |
119.80 |
|
La |
918 |
1191 |
— |
3457 |
3730 |
|
Li |
180.6 |
453.8 |
±0.5 |
1342 |
1615 |
|
Lr |
-1627 |
-1900 |
— |
— |
— |
|
Lu |
1663 |
1936 |
— |
3395 |
3668 |
|
Md |
-827 |
-1100 |
— |
— |
— |
|
Mg |
650 |
923 |
±0.5 |
1090 |
1363 |
|
Mn |
1246 |
1519 |
±5 |
2062 |
2335 |
|
Mo |
2623 |
2896 |
— |
4639 |
4912 |
|
N |
-210.0042(T.P.) |
63.1458(T.P.) |
±0.0002 |
-195.80 |
77.35 |
|
Na |
97.8 |
371.0 |
±0.1 |
883 |
1156 |
|
Nb |
2469 |
2742 |
— |
4744 |
5017 |
|
Nd |
1021 |
1294 |
— |
3068 |
3341 |
|
Ne |
-248.587(T.P.) |
24.563(T.P.) |
±0.002 |
-246.054 |
27.096 |
|
Ni |
1455 |
1728 |
— |
2914 |
3187 |
|
No |
-827 |
-1100 |
— |
— |
— |
|
Np |
639 |
912 |
±2 |
— |
— |
|
O |
-218.789(T.P.) |
54.361(T.P.) |
— |
-182.97 |
90.18 |
|
Os |
3033 |
3306 |
±20 |
5012 |
5285 |
|
P(white) |
44.14 |
317.29 |
±0.1 |
277 |
550 |
|
P(red) |
589.6(T.P.) |
862.8(T.P.) |
(c) |
431 |
704 |
|
Pa |
1572 |
1845 |
— |
— |
— |
|
Pb |
327.502 |
600.652 |
— |
1750 |
2023 |
|
Pd |
1555 |
1828 |
±0.4 |
2964 |
3237 |
|
Pm |
1042 |
1315 |
— |
— |
— |
|
Po |
254 |
527 |
— |
— |
— |
|
Pr |
931 |
1204 |
— |
3512 |
3785 |
|
Pt |
1769.0 |
2042.2 |
— |
3827 |
4100 |
|
Pu |
640 |
913 |
±1 |
3230 |
3503 |
|
Ra |
700 |
973 |
— |
— |
— |
|
Rb |
39.48 |
312.63 |
±0.5 |
688 |
961 |
|
Re |
3186 |
3459 |
±20 |
5596 |
5869 |
|
Rh |
1963 |
2236 |
— |
3697 |
3970 |
|
Rn |
-71 |
202 |
— |
-62 |
211 |
|
Ru |
2334 |
2607 |
±10 |
4150 |
4423 |
|
S |
115.22 |
388.37 |
— |
444.60 |
717.75 |
|
Sb |
630.755 |
903.905 |
— |
1587 |
1860 |
|
Sc |
1541 |
1814 |
— |
2831 |
3104 |
|
Se |
221 |
494 |
— |
685 |
958 |
|
Si |
1414 |
1687 |
±2 |
3267 |
3540 |
|
Sm |
1074 |
1347 |
— |
1791 |
2064 |
|
Sn |
231.9681 |
505.1181 |
— |
2603 |
2876 |
|
Sr |
769 |
1042 |
— |
1382 |
1655 |
|
Ta |
3020 |
3293 |
— |
5458 |
5731 |
|
Tb |
1356 |
1629 |
— |
3223 |
3496 |
|
Tc |
2155 |
2428 |
±50 |
4265 |
4538 |
|
Te |
449.57 |
722.72 |
±0.3 |
988 |
1261 |
|
Th |
1755 |
2028 |
±10 |
4788 |
5061 |
|
Ti |
1670 |
1943 |
±6 |
3289 |
3562 |
|
Tl |
304 |
577 |
±2 |
1473 |
1746 |
|
Tm |
1545 |
1818 |
— |
1947 |
2220 |
|
U |
1135 |
1408 |
— |
4134 |
4407 |
|
V |
1910 |
2183 |
±6 |
3409 |
3682 |
|
W |
3422 |
3695 |
— |
5555 |
5828 |
|
Xe |
-111.7582(T.P.) |
161.3918(T.P.) |
±0.0002 |
-108.12 |
165.03 |
|
Y |
1522 |
1795 |
— |
3338 |
3611 |
|
Yb |
819 |
1092 |
— |
1194 |
1467 |
|
Zn |
419.58 |
692.73 |
— |
907 |
1180 |
|
Zr |
1855 |
2128 |
±5 |
4409 |
4682 |
Точки плавления металлов по сравнению с неметаллами
Точка плавления элемента — это момент, когда он превращается из твердой формы в жидкость. Металлы, которые являются физически гибкими элементами, способными проводить тепло и электричество, имеют тенденцию быть твердыми при комнатной температуре из-за их относительно высоких температур плавления. Неметаллы, являющиеся физически слабыми и плохо проводящими тепло и электричество, могут быть твердыми, жидкими или газообразными, в зависимости от элемента. Температуры плавления металлов и неметаллов сильно различаются, но металлы имеют тенденцию плавиться при более высоких температурах.
Паттерны точки плавления
Как только вы включите точки плавления всех элементов в периодической таблице, появится закономерность. Когда вы перемещаетесь слева направо по периоду (горизонтальный ряд), температура плавления элементов начинает расти, затем они достигают пика в группе 14 (вертикальный столбец с углеродом наверху) и, наконец, они уменьшаются. по мере приближения к правой стороне. По мере того, как вы перемещаетесь по таблице сверху вниз, картина подъема и падения становится меньше, а это означает, что элементы в более низкие периоды имеют более похожие точки плавления.
Типы связывания, повышающие температуру плавления
Существует два типа связывания, которые приводят к более высоким температурам плавления: ковалентное и металлическое. Ковалентные связи — это когда электронные пары поровну распределяются между атомами, и они притягивают атомы еще ближе друг к другу, если задействовано несколько пар электронов. В металлических связях участвуют электроны, которые делокализованы: они плавают между многими атомами, а не только двумя, а положительно заряженные ядра прочно связаны с окружающим «морем» электронов.
Что понижает точку плавления
Поскольку сильные связи между атомами дают элементам более высокие температуры плавления, также верно и то, что более низкие температуры плавления являются результатом более слабых связей или отсутствия связей между атомами. Ртуть, металл с самой низкой температурой плавления — -38,9 градуса по Цельсию или -37,9 градуса по Фаренгейту — не может образовывать никаких связей, поскольку он имеет нулевое сродство к электрону. Многие неметаллы, такие как кислород и хлор, очень электроотрицательны: они имеют высокое сродство к электронам и эффективно отрывают их от другого атома, поэтому связь легко разрывается.В результате эти неметаллы имеют отрицательную температуру плавления.
Тугоплавкие металлы
Хотя многие металлы имеют высокие температуры плавления, существует избранная группа из нескольких элементов, которые имеют исключительно высокие температуры плавления и являются физически прочными. Это тугоплавкие металлы или металлы с температурой плавления не менее 2000 градусов по Цельсию или 3632 градусов по Фаренгейту. Благодаря своей термостойкости они используются в разнообразном оборудовании, от микроэлектроники до ракет.Например, металлы вольфрам и молибден рассматриваются в качестве строительного материала на электростанциях из-за их исключительно высоких температур плавления, которые обеспечивают огромную термостойкость.
Изменение физических свойств внутри группы
Цель обучения
- Опишите общие тенденции изменения физических свойств группы в периодической таблице.
Ключевые моменты
- Физические свойства элементов частично зависят от их валентных электронных конфигураций.Поскольку эта конфигурация остается неизменной внутри группы, физические свойства имеют тенденцию оставаться в некоторой степени постоянными.
- Наиболее заметные внутригрупповые изменения физических свойств происходят в группах 13, 14 и 15, где элементы вверху являются неметаллическими, а элементы внизу — металлами.
- Тенденции температур кипения и плавления варьируются от группы к группе в зависимости от типа несвязывающих взаимодействий, удерживающих атомы вместе.
Условия
- пластичный Может быть растянут или растянут в тонкую проволоку под действием механической силы без разрушения.
- Physical property (физическое свойство): Любое измеримое свойство, значение которого описывает состояние физической системы.
- ковкий, можно раскалывать тонкие листы; могут быть удлинены или сформированы путем ударов молотком или давлением роликов.
В химии группа — это вертикальный столбец в периодической таблице химических элементов. В стандартной периодической таблице 18 групп, включая элементы d-блока, но исключая элементы f-блока.Каждый элемент в группе имеет схожие физические или химические свойства из-за внешней электронной оболочки своего атома (большинство химических свойств определяется орбитальным положением самого внешнего электрона).
Общие физические свойства
Физическое свойство чистого вещества можно определить как все, что можно наблюдать без изменения идентичности вещества. Наблюдения обычно состоят из некоторого типа числовых измерений, хотя иногда имеется более качественное (не числовое) описание свойства.К физическим свойствам относятся такие вещи, как:
- Цвет
- Хрупкость
- Ковкость
- Пластичность
- Электропроводность
- Плотность
- Магнетизм
- Жесткость
- Атомный номер
- Удельная теплоемкость
- Теплота испарения
- Теплота плавления
- Кристаллическая конфигурация
- Температура плавления
- Температура кипения
- Теплопроводность
- Давление пара
- Склонность к растворению в различных жидкостях
Это лишь некоторые из измеримых физических свойств.
Внутри группы периодической таблицы каждый элемент имеет одинаковую конфигурацию валентных электронов. Например, литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций имеют один электрон на s-орбитали, тогда как каждый элемент в группе, включая фтор, имеет конфигурацию валентных электронов ns 2 np 5 , где n равно Период. Это означает, что элементы группы часто проявляют схожую химическую реакционную способность, а также могут быть сходства в физических свойствах.
Точки кипения и плавления
Прежде чем обсуждать температуры плавления различных элементов, следует отметить, что некоторые элементы существуют в разных формах. Например, чистый углерод может существовать в виде алмаза с очень высокой температурой плавления или графита, температура плавления которого все еще высока, но намного ниже, чем у алмаза.
Различные группы демонстрируют разные тенденции в температурах кипения и плавления. Для групп 1 и 2 точки кипения и плавления уменьшаются по мере продвижения вниз по группе.Для переходных металлов точки кипения и плавления в основном повышаются по мере продвижения вниз по группе, но они уменьшаются для семейства цинка. В элементах основной группы температуры кипения и плавления семейств бора и углерода (группы 13 и 14) снижаются по мере продвижения вниз по группе, тогда как семейства азота, кислорода и фтора (группы 15, 16 и 17) имеют тенденцию увеличить оба. У благородных газов (группа 18) точки кипения и плавления снижаются по группе.
Эти явления можно понять в связи с типами сил, удерживающих элементы вместе.Для металлических частиц взаимодействие металлических связей (разделение электронов) становится более трудным по мере того, как элементы становятся больше (ближе к нижней части таблицы), в результате чего силы, удерживающие их вместе, становятся слабее. Однако, когда вы двигаетесь вправо по таблице, преобладают поляризуемость и ван-дер-ваальсовы взаимодействия, а поскольку более крупные атомы более поляризуемы, они, как правило, демонстрируют более сильные межмолекулярные силы и, следовательно, более высокие температуры плавления и кипения.
Металлический символ
Металлические элементы блестящие, обычно серого или серебристого цвета, проводящие тепло и электричество.Они податливы (можно раскалывать тонкие листы) и пластичны (растягиваются в проволоку). Некоторые металлы, например натрий, мягкие и их можно разрезать ножом. Другие, например железо, очень твердые. Неметаллические атомы тусклые и плохие проводники. В твердом состоянии они хрупкие, и многие из них являются газами при стандартной температуре и давлении. Металлы отдают свои валентные электроны при связывании, тогда как неметаллы, как правило, забирают электроны.
Металл и неметалл Слева натрий, очень металлический элемент (пластичный, податливый, проводит электричество).Справа — сера, очень неметаллический элемент.Металлический символ увеличивается справа налево и сверху вниз на столе. Неметаллический характер следует противоположной схеме. Это связано с другими тенденциями: энергией ионизации, сродством к электрону и электроотрицательностью. Вы заметите зубчатую линию, проходящую через периодическую таблицу, начиная с бора и алюминия — это разделение между металлическими и неметаллическими элементами, причем некоторые элементы близки к линии, демонстрируя характеристики каждого.Металлы расположены слева и в центре таблицы Менделеева, в блоках s, d и f. Плохие металлы и металлоиды (отчасти металлические, отчасти неметаллические) находятся в нижнем левом углу блока p. Неметаллы находятся в правой части таблицы.
Показать источникиBoundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:
Температуры плавления и кипения за период 3
Результаты обучения
Изучив эту страницу, вы сможете:
- описывает и объясняет тенденции температуры плавления и кипения за период 3
Температура плавления и кипения
В таблице указаны температуры плавления и кипения элементов от Na до Ar.
| Элемент | Символ | Атомный номер | Точка плавления / K | Точка кипения / K |
|---|---|---|---|---|
| натрий | Na | 11 | 371 | 1156 |
| магний | мг | 12 | 922 | 1380 |
| алюминий | Al | 13 | 933 | 2740 |
| кремний | Si | 14 | 1683 | 2628 |
| фосфор | -П | 15 | 317 | 553 |
| сера | S | 16 | 392 | 718 |
| хлор | Класс | 17 | 172 | 238 |
| аргон | Ar | 18 | 84 | 87 |
Температура дана в кельвинах, К.
Вы можете легко преобразовать K в ° C и обратно:
° C = K + 273 (например, 100 ° C = 373 K)
K = ° C — 273 (например, 273 K = 0 ° C)Строго говоря, это должно быть 273,15, а не 273, но менее точное значение приемлемо на уровне A.
Описание тренда
График показывает, как точки плавления и кипения меняются в течение периода 3.
На этом графике много чего происходит, поэтому часто бывает проще разделить его на три части.В таблице ниже дается краткое описание этих разделов.
| Элементы | Тип элемента | Тип конструкции | Описание |
|---|---|---|---|
| Na, Mg, Al | металл | металлик | т. Пл. И увеличение п.п. от Na к Al |
| Si | металлоид | гигантский ковалентный | м.л. больше, чем Al между Mg и Al |
| P, S, Cl, Ar | неметалл | простой молекулярный (Ar одноатомный) | мп и убавление п.п. в порядке: S> P> Cl> Ar |
Нажав на символ загрузки, вы сможете загрузить график в виде файла изображения или файла PDF, сохранить его данные, аннотировать их и распечатать.Обратите внимание, что графики будут помечены водяными знаками.Когда вещество плавится, некоторые силы притяжения между частицами разрушаются или ослабляются.Частицы могут перемещаться друг вокруг друга, но при этом остаются близко друг к другу.
Когда вещество закипает, большая часть оставшихся сил притяжения разрушается. Частицы могут свободно перемещаться и находятся далеко друг от друга.
Чем сильнее силы притяжения, тем больше энергии требуется для их преодоления и тем выше температура плавления или кипения.
× Нажмите кнопку под графиком, чтобы включить или выключить каждый набор полос.
×
Объяснение этой тенденции
Натрий, магний и алюминий
Натрий, магний и алюминий — все металлы. Они имеют металлическую связь, в которой ядра атомов металлов притягиваются к делокализованным электронам.
Переход от натрия к алюминию:
- заряд на ядрах увеличивается…
- количество делокализованных электронов увеличивается…
- , поэтому прочность металлического соединения увеличивается и…
- точки плавления и кипения увеличиваются.
Металлическую связь часто неправильно описывают как притяжение между положительными ионами металлов и делокализованными электронами. Однако металлы по-прежнему состоят из атомов, но внешние электроны не связаны с каким-либо конкретным атомом.
Подобным образом графит (неметалл) также имеет делокализованные электроны. Однако вы не понимаете, что он состоит из ионов углерода.
Кремний
Кремний — это металлоид с гигантской ковалентной структурой.Кремний имеет очень высокую температуру плавления и кипения, потому что: все атомы кремния удерживаются вместе прочными ковалентными связями … для разрыва которых требуется очень большое количество энергии.
- атомы кремния притягиваются друг к другу прочными ковалентными связями…
- , которые требуют очень большого количества энергии, чтобы их можно было сломать.
Гигантская кристаллическая структура кремния подобна структуре решетки алмаза. Каждый атом кремния ковалентно связан с четырьмя другими атомами кремния в тетраэдрическом расположении.
Фосфор, сера, хлор и аргон
Эти элементы не являются металлами. Фосфор, сера и хлор существуют в виде простых молекул, между которыми действуют силы Ван-дер-Ваальса. Аргон одноатомен — он существует в виде отдельных атомов. Между его атомами действуют силы Ван-дер-Ваальса. Температуры плавления и кипения этих элементов очень низкие, потому что:
- Силы Ван-дер-Ваальса — очень слабые силы притяжения…
- требуется немного энергии для их преодоления.
Фосфор существует в виде молекул P 4 , сера существует в виде молекул S 8 , хлор существует в виде молекул Cl 2 , а аргон существует в виде отдельных атомов. Сила сил Ван-дер-Ваальса уменьшается по мере уменьшения размера молекулы, поэтому точки плавления и кипения уменьшаются в следующем порядке:
S 8 > P 4 > Cl 2 > Ar
Атомы в молекулах фосфора, серы или хлора притягиваются друг к другу ковалентными связями.Эти связи намного сильнее, чем силы Ван-дер-Ваальса между молекулами: ковалентные связи не разрываются при изменении состояния этих элементов.
ТЕНДЕНЦИЯ ОТ НЕМЕТАЛЛА К МЕТАЛЛУ В ГРУППЕ 4 ЭЛЕМЕНТОВ На этой странице исследуется тенденция от неметаллического к металлическому поведению элементов группы 4 — углерода (C), кремния (Si), германия (Ge), олова (Sn) и свинца (Pb).Он описывает, как эта тенденция проявляется в структурах и физических свойствах элементов, и, наконец, делает не совсем удачную попытку объяснить эту тенденцию. Структуры и физические свойства Конструкции элементов Тенденция от неметалла к металлу по мере того, как вы спускаетесь по Группе, четко прослеживается в структуре самих элементов. Углерод, возглавляющий группу компаний, имеет гигантские ковалентные структуры в двух наиболее известных ему аллотропах — алмазе и графите. | |
Аллотропы: Две или более формы одного и того же элемента в одном физическом состоянии. Структуры алмаза и графита более подробно исследуются на странице о гигантских ковалентных структурах в другой части этого сайта. Вероятно, стоит потратить время, чтобы прочитать эту страницу, прежде чем идти дальше. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу. | |
Алмаз имеет трехмерную структуру, состоящую из атомов углерода, ковалентно связанных с 4 другими атомами.На схеме показана небольшая часть этой структуры. Точно такая же структура встречается в кремнии и германии и в одном из аллотропов олова — «сером олове» или «альфа-олове». Обычный аллотроп олова («белое олово» или «бета-олово») является металлическим, и его атомы удерживаются вместе металлическими связями. Структура представляет собой искаженное плотно упакованное устройство. В плотной упаковке каждый атом окружен 12 ближайшими соседями. К тому времени, когда вы научитесь свинцу, атомы выстроятся в простую 12-координатную металлическую структуру. | |
Примечание: Если вы не уверены в металлическом соединении или металлических конструкциях, вам следует перейти по этим ссылкам, прежде чем идти дальше. Первая ссылка фактически приведет вас ко второй, если вы хотите изучить обе эти темы. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу. | |
Таким образом, существует четкая тенденция от типичной ковалентности, обнаруженной в неметаллах, к металлической связи в металлах с очевидным переходом в двух совершенно разных структурах, обнаруженных в олове. Физические свойства элементов Точки плавления и кипения Если вы посмотрите на тенденции в точках плавления и кипения по мере того, как вы спускаетесь вниз по группе 4, очень трудно сделать какие-либо разумные комментарии по поводу перехода от ковалентной связи к металлической. Тенденции отражают растущую слабость ковалентных или металлических связей по мере того, как атомы становятся больше, а связи становятся длиннее. Низкое значение температуры плавления олова по сравнению со свинцом предположительно связано с тем, что олово образует искаженную 12-координатную структуру, а не чистую.Значения олова в таблице относятся к металлическому белому олову. | |
Примечание: Данные в этой диаграмме взяты с отличного сайта Webelements Университета Шеффилда. Данные очень сильно различаются в зависимости от того, откуда вы их получили. Я должен признать, что выбрал этот набор, потому что он показывает простые, практически непрерывные модели! | |
Хрупкость Если посмотреть на хрупкость элементов, то разница между неметаллом и металлом будет более очевидной. Углерод, как и алмаз, конечно, очень твердый, что отражает прочность ковалентных связей. Однако если ударить по нему молотком, он разобьется. Как только вы приложите достаточно энергии, чтобы разорвать существующие углерод-углеродные связи, готово! Кремний, германий и серое олово (все с той же структурой, что и алмаз) также являются хрупкими твердыми телами. Однако белое олово и свинец имеют металлические структуры. Атомы могут катиться друг по другу без какого-либо постоянного разрыва металлических связей, что приводит к типичным металлическим свойствам, таким как пластичность и пластичность.В частности, свинец — довольно мягкий металл. Электропроводность Углерод как алмаз не проводит электричество. В алмазе все электроны тесно связаны и не могут двигаться. | |
Примечание: В графите каждый атом отдает один электрон делокализованной системе электронов, которая занимает весь его слой. Эти электроны могут свободно перемещаться, поэтому графит проводит электричество, но это особый случай. Если вам интересно, связывание в графите похоже на значительно расширенную версию связывания в бензоле. Каждый атом углерода подвергается гибридизации sp 2 , а затем негибридизированные p-орбитали на каждом атоме углерода перекрываются боком, образуя массивную пи-систему выше и ниже плоскости слоя атомов. | |
В отличие от алмаза (который не проводит электричество) кремний, германий и серое олово полупроводники . | |
Semiconductors: Теория полупроводников лежит за пределами химии уровня A, но вкратце. . . Когда множество атомов объединяются в гигантскую структуру, их атомные орбитали сливаются, образуя огромное количество молекулярных орбиталей, которые выстраиваются в полос с возрастающей энергией. Один из них часто описывается как валентная полоса . Молекулярные орбитали в этой зоне удерживают электроны, образующие нормальную ковалентную (или металлическую) связь. Другая полоса называется полосой проводимости . Обычно он имеет более высокую энергию, чем валентная зона, и в чем-то вроде алмаза или кремния при абсолютном нуле зона проводимости не содержит электронов. Однако, поскольку электроны приобретают тепловую энергию при повышении температуры, некоторые электроны могут перескакивать из валентной зоны в зону проводимости, особенно если зазор между ними невелик. Попав в полосу проводимости, они делокализованы от своих исходных атомов и могут свободно перемещаться и проводить электричество. В алмазе энергетическая щель между валентной зоной и зоной проводимости слишком велика, чтобы это могло произойти. В кремнии ширина запрещенной зоны достаточно мала, чтобы электроны могли прыгать, поэтому кремний является полупроводником. Если вас это интересует, вы можете попробовать поискать в Google по теории зон кремниевых полупроводников (или аналогичному). | |
Белое олово и свинец являются нормальными металлическими проводниками электричества. Таким образом, существует четкая тенденция от типично неметаллической проводимости углерода как алмаза и типично металлического поведения белого олова и свинца. Пытаюсь объяснить тенденции Основная характеристика металлов состоит в том, что они образуют положительные ионы. Что нам нужно сделать, так это посмотреть на факторы, которые увеличивают вероятность образования положительных ионов при спуске в группу 4. Электроотрицательность Электроотрицательность — это мера тенденции атома притягивать связывающую пару электронов.Обычно его измеряют по шкале Полинга, где наиболее электроотрицательному элементу (фтору) придается электроотрицательность 4, .Чем ниже электроотрицательность атома, тем меньше атом притягивает связывающую пару электронов. Это означает, что этот атом будет иметь тенденцию терять электронную пару по отношению к тому, к чему еще он прикреплен. Следовательно, интересующий нас атом будет иметь частичный положительный заряд или образовывать положительный ион. Металлическое поведение обычно связано с низкой электроотрицательностью. | |
Примечание: Если вы не уверены в электроотрицательности, вам действительно следует прочитать об этом, прежде чем идти дальше. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу. | |
Так что же происходит с электроотрицательностью в группе 4? Снижается ли он по мере того, как вы спускаетесь по группе, что указывает на тенденцию к металлическому поведению? Хорошо! Он, конечно, падает с углерода на кремний, но оттуда это полный беспорядок! Таким образом, похоже, что нет никакой связи между тенденцией перехода от неметаллов к металлам и значениями электроотрицательности.Если предположить, что значения электроотрицательности верны, я не могу это понять! | |
Примечание: Данные в этой диаграмме снова взяты с сайта Webelements Университета Шеффилда. Опять же, данные очень сильно различаются в зависимости от того, откуда вы их получили. Но ни в одном случае, который я обнаружил, нет тенденции к снижению электроотрицательности по мере того, как вы спускаетесь по Группе. Более старые источники данных указывают на снижение выбросов углерода (2.5) на кремний (1.8), но затем присвоить всем остальным элементам в группе то же значение (все 1.8). Если у кого-то, читающего это, есть простое объяснение отсутствия корреляции между тенденцией к металлическому поведению и значениями электроотрицательности, не могли бы вы связаться со мной по адресу, указанному на странице об этом сайте. | |
Энергии ионизации Если вы думаете об образовании положительных ионов, очевидное место для начала поиска — это то, как меняются энергии ионизации по мере того, как вы спускаетесь вниз по группе 4. Энергия ионизации определяется как энергия, необходимая для выполнения каждого из следующих изменений. Они указаны в кДж / моль -1 . Энергия первой ионизации: Энергия второй ионизации: . . . и так далее. | |
Примечание: Если вы не уверены в значениях энергии ионизации, вам будет полезно перейти по этой ссылке, прежде чем идти дальше. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу. | |
Ни один из элементов группы 4 не образует ионы 1+, поэтому рассмотрение одной только энергии первой ионизации не очень полезно. Однако некоторые элементы образуют ионы 2+ и (в некоторой степени) 4+. Первая диаграмма показывает, как общая энергия ионизации, необходимая для образования ионов 2+, изменяется по мере того, как вы спускаетесь по группе. Все значения указаны в кДж / моль -1 . Вы можете видеть, что энергии ионизации имеют тенденцию падать по мере того, как вы спускаетесь по группе, хотя есть небольшое увеличение на у свинца.Основная тенденция такова:
| |
Примечание: Причина странности свинца обсуждается более подробно на странице, посвященной степеням окисления элементов в группе 4.Это не особенно важно для настоящего обсуждения. | |
Если вы посмотрите на количество энергии ионизации, необходимое для образования 4+ ионов, картина будет аналогичной, но не совсем четкой. Опять же, все значения указаны в кДж / моль -1 . | |
Примечание: Увеличение общей энергии ионизации свинца еще более очевидно в случае возможного образования ионов 4+.Это важно, когда речь идет о предпочтительных степенях окисления свинца. | |
Что такое , ясно глядя на эти две диаграммы, так это то, что вам нужно вложить большое количество энергии ионизации, чтобы сформировать 2+ ионов, и огромное количество, чтобы сформировать 4+ ионов. Однако в каждом случае энергия ионизации падает по мере того, как вы спускаетесь вниз по Группе, что повышает вероятность того, что олово и свинец могут образовывать положительные ионы — однако из этих цифр нет никаких указаний на то, что они могут образовывать положительные ионы. образуют положительные ионы. Энергия ионизации углерода в верхней части Группы настолько велика, что нет возможности образования простых положительных ионов. | |
Примечание: Даже для олова и свинца необходимо вложить огромное количество энергии для образования ионов 2+ или 4+. Так почему они вообще образуют ионы? Вы должны помнить, что есть много других энергетических терминов, участвующих в образовании ионного соединения, помимо энергии ионизации. Некоторые из них выделяют большое количество энергии — например, энтальпию решетки, если вы формируете ионное твердое тело, или энтальпию гидратации, если вы формируете раствор.Вам нужно будет прочитать о циклах Борна-Габера, чтобы полностью понять это, и вы, возможно, захотите изучить раздел «Энергетика» в Chemguide или мою книгу расчетов по химии. | |
В меню группы 4. . . В меню «Неорганическая химия». . . В главное меню.. . © Джим Кларк 2004 (последнее изменение в марте 2015 г.) | |
Разница между металлами и неметаллами (со сравнительной таблицей)
Металлы и неметаллы — это вещества, которые можно различать на основе различных физических и химических свойств. Металлы — это элементы, которые обычно являются твердыми, поскольку между атомами существует прочная металлическая связь. В отличие от неметаллов — это элементы, обычно мягкие.
Обычно элементы, содержащие 1,2 или 3 электрона в валентной оболочке своей структуры, известны как металлы. В то время как элементы с 4, 5, 6 или 7 электронами во внешней оболочке известны как неметаллы.
Большое количество элементов, присутствующих в периодической таблице, являются металлами, в то время как меньшая часть элементов в периодической таблице являются неметаллами. Здесь мы поймем, как разные факторы различают их.
Содержание: металл против неметалла
- Сравнительная таблица
- Определение
- Ключевые отличия
- Приложения
- Примеры
- Заключение
Сравнительная таблица
| Основа для сравнения | Металлы | Неметаллы |
|---|---|---|
| Число электронов | Содержит 1,2 или 3 электрона в валентной оболочке (кроме водорода) | Содержит 4, 5, 6 или 7 электронов в валентной оболочке. |
| Проводящие свойства | Хорошие проводники | Плохие проводники |
| Прочность на разрыв | Высокая | Низкая |
| Температура плавления и кипения | Высокая | Сравнительно очень низкая |
| Наличие в таблице Менделеева | Левая сторона | Правая сторона |
| Природа | Электроположительный | Электроотрицательный |
| Связка | Металлическая связка | Ковалентная связь |
| Состояние | Обычно твердое (кроме ртути и галлия) | Твердое, жидкое и газообразное |
| Плотность | Высокая | Низкая |
| Формы | Катион | Анион |
| Ковкость и пластичность | Они ковкие и пластичные | Они не податливы и не пластичны по своей природе. |
| Структура | Жесткий | Мягкий |
Определение металлов
Металлы — это твердые вещества, обладающие свойством теплопроводности и электропроводности (кроме вольфрама). Эти материалы блестящие по своей природе, поэтому полировка таких элементов приводит к получению отражающей поверхности.
Причина этого в том, что в структуре металлов присутствуют свободные электроны.И эти свободные электроны колеблются, когда поверхность подвергается воздействию света и, таким образом, выглядит как блестящая поверхность. Однако свинец является исключением из этого особого свойства, потому что свинец — это металл с тусклым внешним видом.
Металлы обычно находятся в твердом состоянии, но ртуть является исключением, поскольку это металл, присутствующий в жидкой форме. Наряду с этим, натрий и калий — это металлы, которые можно разрезать ножом без какой-либо большой силы, поскольку эти вещества не слишком твердые.
Металлы легко превращаются в тонкие листы и поэтому считаются пластичными. Кроме того, металлы могут быть преобразованы в тонкие длинные проволоки, поэтому они обладают пластичностью. Кроме того, когда металлическая поверхность ударяется с большой силой, возникает звонкий звук, что свидетельствует о звучном поведении.
Поскольку металлы обычно имеют 1, 2 или 3 электрона во внешней оболочке (кроме водорода). Таким образом можно легко отдавать электроны, образуя катионы. Металл легко вступает в реакцию с кислотой и выделяет водород с хлопком.
Определение неметаллов
Неметаллы — это мягкие материалы, обладающие плохой электрической и теплопроводностью. Это означает, что неметаллы ограничивают прохождение через них электрического тока. Однако графит здесь является исключением, поскольку он обладает хорошей электропроводностью.
Неметаллы не обладают свойствами металлов. Они кажутся тусклыми, но такие элементы, как йод и алмазы, являются исключительными неметаллами, которые имеют блестящий вид.
Обычно он существует во всех трех формах материи: твердом, жидком и газообразном. Неметаллы в твердой форме обычно мягкие и поэтому полностью превращаются в порошкообразную массу после приложения силы. Говорят, что они обладают хрупкой природой.
Но алмаз здесь снова является исключением, потому что это одно из самых твердых веществ, поэтому он не хрупкий. Неметаллы содержат 4, 5, 6 или 7 электронов в своей внешней оболочке, поэтому обычно имеют тенденцию принимать электроны.Таким образом он образует анионы. Эти элементы обладают низкой температурой плавления и кипения. Однако неметаллы, такие как кремний и углерод, имеют высокую температуру плавления и кипения.
Неметаллы обычно не реагируют с кислотой, но легко реагируют с воздухом и считаются сильными окислителями.
Ключевые различия между металлами и неметаллами
- Металлы считаются электроположительными по природе из-за их способности отдавать электроны. В то время как неметаллы электроотрицательны , поскольку они обычно принимают электроны.
- Металлы обычно находятся в твердом состоянии, но неметаллы существуют во всех трех состояниях материи: твердом, жидком и газообразном. Металлы
- демонстрируют свойство пластичности , в то время как неметаллы не являются пластичными.
- Металлы — это, как правило, вещества с блестящей поверхностью и, таким образом, блестящие . В то время как неметаллы имеют неблестящий вид и, следовательно, относятся к категории не блестящих веществ.
- Связь, образованная между металлами, называется металлической связью .В то время как связь, образованная между двумя неметаллами, представляет собой ковалентную связь .
- Металл обладает высокой прочностью на разрыв , так как между молекулами существует сильное притяжение. Однако из-за слабых межмолекулярных сил прочность неметаллов на растяжение низкая.
- Metals занимает левую позицию в таблице Менделеева. Но неметаллы обычно находятся в правой части таблицы Менделеева.
- Металлы обладают высокой температурой плавления и кипения, за исключением ртути.В отличие от них температуры плавления и кипения неметаллов обычно низкие, за исключением углерода и кремния. Металлы
- обладают свойством , пластичностью. , так как могут легко втягиваться в проволоку при приложении силы. Однако неметаллы не пластичны, а углерод — неметалл, который проявляет пластичность.
- Обычно металлы называют катионами, а неметаллы — анионами.
- Металлы считаются хорошими восстановителями. Но неметаллы считаются хорошими окислителями.
- Металлы обладают очень высокой плотностью по сравнению с неметаллами.
Приложения
Металлы
- Разработка станков
- В деталях автомобили
- Спутников
- В системах электроснабжения
Неметаллы
- Для лечебных целей
- В химических удобрениях
- В системах очистки
- Для приготовления сухарей
Примеры
Металл
- Медь
- Утюг
- Серебро
- Золото
- Алюминий
- Свинец
- Магний
- Натрий и др.
Неметаллический
- Кислород
- Азот
- Углерод
- Сера
- Хлор
- Йод
- Водород
- фосфор и др.
Заключение
Итак, из этого обсуждения, мы можем сделать вывод, что в основном свойства элементов отличают металл от неметалла. Кроме того, в периодической таблице есть класс элементов, которые не являются ни металлами, ни неметаллами.Поскольку эти элементы в совокупности обладают свойствами металлов и неметаллов, оба они известны как металлоиды и находятся в центре периодической таблицы.
корреляция между температурой кипения и атомной массой | Education
По мере продвижения от верха к низу периодической таблицы Менделеева вы обнаружите, что существует грубая корреляция между атомной массой элементов и их температурами кипения. Более легкие элементы, такие как водород и гелий, как правило, имеют очень низкие температуры кипения, а элементы с большей атомной массой кипят при более высоких температурах.Атомная масса влияет на силы между атомами, которые, в свою очередь, определяют точки кипения.
London Forces
Силы притяжения между атомами вещества влияют на его точку кипения. Чем сильнее сила, тем труднее «оторвать» атомы друг от друга и превратить их в газ; элементы с высокими температурами кипения требуют больше тепловой энергии для разделения атомов. Химики называют это притяжение силой лондонской дисперсии; он создается случайными движениями электронов в атомах, когда одна сторона атома на мгновение более отрицательна, чем другая, притягивая другие атомы с противоположным электрическим зарядом.Хотя силы Лондона слабы по сравнению с другими силами связывания, они сильно влияют на точки плавления и кипения.
Атомная масса
В большинстве периодических таблиц указаны атомная масса и атомный номер каждого элемента. Атомная масса — это количество протонов и нейтронов, сложенных вместе. Поскольку элементы имеют изотопы с разным числом нейтронов, периодическая таблица дает среднюю массу. Атомный номер — это просто количество протонов, которое является константой для каждого элемента.Таблица начинается с самых низких атомных номеров в верхнем левом углу и самых высоких в правом нижнем углу. Атомные массы увеличиваются вместе с атомными номерами, поэтому они сильно связаны.
Тенденция периодического столбца
По мере того, как вы продвигаетесь вниз по периодической таблице вдоль заданного столбца, атомная масса имеет тенденцию увеличиваться вместе с точкой кипения. Например, в столбце для благородных газов гелий в самом верху имеет точку кипения минус 269 градусов по Цельсию (минус 452 градуса по Фаренгейту).Продвигаясь вниз, элемент криптон закипает при минус 152 градуса по Цельсию (минус 242 градуса по Фаренгейту). Радон в нижней части колонки кипит при температуре минус 62 градуса по Цельсию (минус 79 градусов по Фаренгейту) — теплее на 207 градусов по Цельсию (404 градуса по Фаренгейту).
Исключения из тренда
Вы не найдете абсолютной корреляции между атомной массой и точкой кипения; несколько исключений противоречат правилу. Например, углерод, имеющий относительно скромную атомную массу около 12, также имеет самую высокую точку кипения из всех элементов — 3825 градусов по Цельсию (6917 градусов по Фаренгейту) — из-за сильных ковалентных связей между атомами.Бериллий также имеет исключительно высокую температуру кипения — 2471 градус по Цельсию (4480 градусов по Фаренгейту) при низкой атомной массе 9. Другим исключением является металлическая ртуть с относительно низкой температурой кипения 356,73 градуса по Цельсию (674,11 градуса по Фаренгейту), несмотря на высокую температуру. атомная масса 200,6.
Ссылки
Ресурсы
Писатель Биография
Уроженец Чикаго Джон Папевски имеет ученую степень по физике и пишет с 1991 года. Он участвовал в выпуске информационного бюллетеня по нанотехнологиям от Foresight Institute «Foresight Update».Он также внес свой вклад в книгу «Нанотехнологии: молекулярные размышления о глобальном изобилии».
Пол Шоррок | Иллюстратор | Страница не найдена
«Потому что он очень хороший парень!»
4 марта 2020
Меня недавно попросили создать Rich Picture, чтобы отметить уход очень любимого лидера из одной из консультационных компаний «большой четверки».Как всегда, я не могу показать всю картину, но вот небольшой раздел с удаленными опознавательными элементами.
«Совершенно приятное впечатление…»
14 ноября 2019
Мой последний завершенный проект Rich Picture был повторным бизнесом для всемирно узнаваемой организации, которая снова желает остаться анонимной по двум причинам. Во-первых, потому, что люди платят очень большие суммы за то, чтобы быть связанными с брендом, а во-вторых, потому что они ведут очень конкурентный бизнес и их инстинкт — держать все «в секрете» от конкурентов.
Изменение — это единственная константа?
5 апреля 2019
Мой старый учитель физики говорил: «Изменения — единственная константа», но он не говорил об организационных изменениях и не рассчитывал на неопределенность Брексита.
Еще один довольный покупатель.
8 января 2018
Это одна из особенностей моей ветви специализации (Rich Pictures), что я ограничен в том, что я могу раскрыть в своих визуальных работах в этих визуальных медиа.Работа над этой работой долго разрабатывалась, но она стала реальностью, когда к ней подключился Генри. Я не думаю, что он будет возражать, если я скажу, что он «военный тип» с вниманием к деталям. Я не обращаю внимания на это в клиенте. Это показывает, что они купили картину и страстно о ней заботятся. Думаю, последней деталью, которую мне пришлось подправить, была высота знака с односторонним движением; Самой маленькой деталью была ширина челюсти барсука — барсук был шуткой, которая что-то значила для тех, кто в курсе. Можно сказать, эта картина отполирована до парадного блеска!
Богатое изображение богатого изображения.
17 августа 2017
Умные люди из JA Consulting действительно купились на преимущества Rich Pictures и хотели показать, как они могут поддерживать различные бизнес-результаты. Богатая картинка для объяснения Rich Pictures была очевидным выходом.
«Надежная доставка гарантирована…»
22 февраля 2017
Недавно завершенный проект Rich Picture был создан для передового инженерного и производственного подразделения всемирно известной организации, решившей сохранить анонимность по коммерческим причинам.Я был очень доволен готовым результатом, похоже, они тоже.
Как избежать «смерти от PowerPoint»? Сделайте это как богатую картинку!
11 января 2016
Это стало чем-то вроде клише корпоративных коммуникаций, скучной презентацией PowerPoint, которая сбивает с толку целевую аудиторию и не может передать даже самые важные сообщения. Обманчивые графики, мягкие стоковые изображения и плохая графика слились в одно скучное целое, очевидно предназначенное для убаюкивания неудачливых посетителей до полукататонического состояния.Есть альтернатива…
Переход на новый уровень насыщенных снимков.
16 декабря 2015
Один из моих первых проектов Rich Picture еще в 2006 году был реализован для NHS Trust Trafford через Atos Consulting. Они были настолько довольны этим, что до сих пор используют его в своих рекламных материалах, и один из руководителей высшего звена в то время прокомментировал, что это подняло Rich Pictures на новый уровень.
Приглашаем профессионалов!
20 мая 2015
После двадцати лет ручной работы с собственными веб-сайтами я наконец-то нашел время, чтобы заплатить кому-то, чтобы тот перетащил его в актуальное состояние, в этом замечательном новом, основанном на WordPress, мобильном устройстве, которое вы видите перед собой в первую очередь.
.