Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Smeltepunkter af metaller mod nonmetals

Et elements smeltepunkt er, når det omdanner fra fast form til væske. Metaller, som er fysisk fleksible elementer, som kan udføre varme og elektricitet, har en tendens til at være solide ved stuetemperatur på grund af deres forholdsvis høje smeltepunkter. Nonmetals, som er fysisk svage og dårlige ledere af varme og elektricitet, kan være faste, flydende eller gasformige, afhængigt af elementet. Smeltepunkterne for både metaller og nonmetaller varierer meget, men metaller har tendens til at smelte ved højere temperaturer.

Smeltepunktsmønstre

Når du har inkorporeret smeltepunkterne for alle elementerne på det periodiske bord, mønster fremkommer. Når du bevæger dig fra venstre mod højre på en periode - en vandret række - begynder elementets smeltepunkt at stige, så springer de op i gruppe 14 - den lodrette kolonne med kulstof øverst - og endelig falder de som du nærmer dig højre side. Når du bevæger dig fra top til bund på bordet, bliver stignings- og faldsmønsteret mindre, hvilket betyder, at elementer i lavere perioder har mere ens smeltepunkter.

Typer af binding, der øger smeltepunkt

Der er to typer af binding, der fører til højere smeltepunkter: kovalent og metallisk. Kovalente bindinger er, når elektronpar er delt lige mellem atomer, og de trækker atomer endnu tættere sammen, hvis flere elektroner er involveret. Metalliske bindinger involverer elektroner, der er delokaliseret: De flyder mellem mange atomer, ikke kun to, og positivt ladede kerner er fast bundet til det omgivende "hav" af elektroner.

Hvad sænker smeltepunktet

Da stærke bindinger mellem atomer giver elementer højere smeltepunkter, er det også sandt, at lavere smeltepunkter er et resultat af svagere bindinger eller manglende bindinger mellem atomer. Kviksølv, metallet med det laveste smeltepunkt - -38,9 grader Celsius eller -37,9 grader Fahrenheit - kan ikke danne nogen bindinger, da den har nul elektron affinitet. Mange nonmetals, som ilt og chlor, er stærkt elektronegative: De har høj affinitet for elektroner og effektivt smider dem fra det andet atom, så bindingen bryder let. Som følge heraf har disse nonmetals subzero smeltepunktstemperaturer.

ildfaste metaller

Selv om mange metaller har højtsmeltningspunkter, er der en udvalgt gruppe af få elementer, der har usædvanligt høje smeltepunkter og er fysisk stærke. Disse er ildfaste metaller eller metaller med et smeltepunkt på mindst 2.000 grader Celsius eller 3.632 grader Fahrenheit. Som følge af deres tolerance over for varme bruges de i en række udstyr, fra mikroelektronik til raketter. For eksempel overvejes metallerne wolfram og molybdæn til byggematerialer på kraftværker på grund af deres usædvanligt høje smeltepunkter, der tillader enorm varmebestandighed.