Περιεχόμενο
Το σημείο τήξης είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα στερεό μετατρέπεται σε υγρό. Θεωρητικά, το σημείο τήξης ενός στερεού είναι το ίδιο με το σημείο ψύξης του υγρού - το σημείο στο οποίο μετατρέπεται σε στερεό. Για παράδειγμα, ο πάγος είναι μια στερεή μορφή νερού που λιώνει στους 0 βαθμούς Κελσίου / 32 βαθμούς Φαρενάιτ και μεταβάλλεται στη υγρή του μορφή. Το νερό παγώνει στην ίδια θερμοκρασία και μετατρέπεται σε πάγο. Είναι δύσκολο να θερμανθούν τα στερεά σε θερμοκρασίες πάνω από τα σημεία τήξης τους, οπότε η εύρεση του σημείου τήξης είναι ένας καλός τρόπος για να εντοπιστεί μια ουσία.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η μοριακή σύνθεση, η δύναμη έλξης και η παρουσία ακαθαρσιών μπορούν να επηρεάσουν το σημείο τήξης των ουσιών.
Σύνθεση μορίων
Όταν τα μόρια είναι στενά συσκευασμένα μεταξύ τους, μια ουσία έχει υψηλότερο σημείο τήξης από μια ουσία με μόρια που δεν συσκευάζονται καλά. Για παράδειγμα, τα συμμετρικά μόρια νεοπεντανίου έχουν υψηλότερο σημείο τήξης από το ισοπεντάνιο, στο οποίο τα μόρια δεν συσκευάζονται καλά. Το μοριακό μέγεθος επηρεάζει επίσης το σημείο τήξης. Όταν άλλοι παράγοντες είναι ίσοι, τα μικρότερα μόρια τήκονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από τα μεγαλύτερα μόρια. Για παράδειγμα, το σημείο τήξης της αιθανόλης είναι -114,1 βαθμοί Κελσίου / -173,4 βαθμούς Φαρενάιτ, ενώ το σημείο τήξης του μεγαλύτερου μορίου αιθυλοκυτταρίνης είναι 151 βαθμοί Κελσίου / 303,8 βαθμούς Φαρενάιτ.
Τα μακρομόρια έχουν γιγάντιες δομές αποτελούμενες από πολλά μη μεταλλικά άτομα ενωμένα με γειτονικά άτομα με ομοιοπολικούς δεσμούς. Οι ουσίες με γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές, όπως το διαμάντι, ο γραφίτης και το σίλικα, έχουν εξαιρετικά υψηλά σημεία τήξης επειδή αρκετοί ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί πρέπει να σπάσουν πριν να λιώσουν.
Δύναμη της έλξης
Μια ισχυρή έλξη μεταξύ των μορίων οδηγεί σε υψηλότερο σημείο τήξης. Γενικά, οι ιοντικές ενώσεις έχουν υψηλά σημεία τήξης επειδή οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις που συνδέουν τα ιόντα - την αλληλεπίδραση ιόντων-ιόντων - είναι ισχυρές. Σε οργανικές ενώσεις, η παρουσία πολικότητας, ιδιαίτερα η δέσμευση με υδρογόνο, οδηγεί συνήθως σε υψηλότερο σημείο τήξης. Τα σημεία τήξης των πολικών ουσιών είναι υψηλότερα από τα σημεία τήξης των μη πολικών ουσιών με παρόμοια μεγέθη. Για παράδειγμα, το σημείο τήξης του μονοχλωριδίου ιωδίου, το οποίο είναι πολικό, είναι 27 βαθμοί Κελσίου / 80,6 βαθμούς Φαρενάιτ, ενώ το σημείο τήξης του βρωμίου, μια μη πολική ουσία, είναι -7,2 βαθμοί Κελσίου / 19,04 βαθμούς Φαρενάιτ.
Παρουσία προσμίξεων
Τα ακάθαρτα στερεά τήκονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και μπορεί επίσης να λιώσουν σε ένα ευρύτερο εύρος θερμοκρασιών, γνωστό ως κατάθλιψη σημείου τήξης. Η περιοχή σημείου τήξης για καθαρά στερεά είναι στενή, συνήθως μόνο 1 έως 2 βαθμοί Κελσίου, γνωστή ως αιχμηρό σημείο τήξης. Οι ακαθαρσίες προκαλούν δομικά ελαττώματα που καθιστούν ευκολότερο να ξεπεραστούν οι διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων. Ένα αιχμηρό σημείο τήξης είναι συχνά απόδειξη ότι ένα δείγμα είναι αρκετά καθαρό και μια ευρεία περιοχή τήξης είναι απόδειξη ότι δεν είναι καθαρή. Για παράδειγμα, ένας καθαρός οργανικός κρύσταλλος έχει ομοιόμορφα μόρια, τα οποία συνδυάζονται τέλεια μεταξύ τους. Ωστόσο, οι κρύσταλλοι είναι ακάθαρτοι όταν εμφανίζονται σε ένα μίγμα δύο διαφορετικών οργανικών μορίων επειδή δεν ταιριάζουν καλά. Χρειάζεται περισσότερη θερμότητα για να λιώσει η καθαρή δομή.