Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Sammensætning af molekyler
- Tiltrækningskraft
- Tilstedeværelse af urenheder
Smeltepunkt er den temperatur, ved hvilken et fast stof omdannes til en væske. I teorien er smeltepunktet for et fast stof det samme som væskens frysepunkt - det punkt, hvor det forvandles til et fast stof. For eksempel er is en fast form af vand, der smelter ved 0 grader Celsius / 32 grader Fahrenheit og skifter til dens flydende form. Vand fryser ved samme temperatur og bliver til is. Det er vanskeligt at opvarme faste stoffer til temperaturer over deres smeltepunkter, så at finde smeltepunktet er en god måde at identificere et stof på.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Molekylær sammensætning, tiltrækningskraft og tilstedeværelse af urenheder kan alle påvirke stoffernes smeltepunkt.
Sammensætning af molekyler
Når molekyler er tæt pakket sammen, har et stof et højere smeltepunkt end et stof med molekyler, der ikke pakker godt. F.eks. Har symmetriske neopentanmolekyler et højere smeltepunkt end isopentan, hvor molekyler ikke pakker godt. Molekylær størrelse påvirker også smeltepunktet. Når andre faktorer er ens, smelter mindre molekyler ved lavere temperaturer end større molekyler. For eksempel er ethanols smeltepunkt -114,1 grader Celsius / -173,4 grader Fahrenheit, mens smeltepunktet for det større ethylcellulosemolekyle er 151 grader Celsius / 303,8 grader Fahrenheit.
Makromolekyler har gigantiske strukturer, der består af mange ikke-metale atomer, der er forbundet med tilstødende atomer af kovalente bindinger. Stoffer med kæmpe kovalente strukturer, såsom diamant, grafit og silica, har ekstremt høje smeltepunkter, fordi flere stærke kovalente bindinger skal bruges, før de kan smelte.
Tiltrækningskraft
En stærk tiltrækning mellem molekyler resulterer i et højere smeltepunkt. Generelt har ioniske forbindelser høje smeltepunkter, fordi de elektrostatiske kræfter, der forbinder ionerne - ion-ion-interaktionen - er stærke. I organiske forbindelser fører tilstedeværelsen af polaritet, især hydrogenbinding, normalt til et højere smeltepunkt. Smeltepunkterne for polære stoffer er højere end smeltepunkterne for ikke-polære stoffer med lignende størrelser. For eksempel er smeltepunktet for iodmonochlorid, der er polært, 27 grader Celsius / 80,6 grader Fahrenheit, mens smeltepunktet for brom, et ikke-polært stof, er -7,2 grader Celsius / 19,04 grader Fahrenheit.
Tilstedeværelse af urenheder
Forurenende faste stoffer smelter ved lavere temperaturer og kan også smelte over et bredere temperaturområde, kendt som smeltepunktdepression. Smeltepunktområdet for rene faste stoffer er smalt, normalt kun 1 til 2 grader Celsius, kendt som et skarpt smeltepunkt. Urenheder forårsager strukturelle defekter, der gør det lettere at overvinde de intermolekylære interaktioner mellem molekylerne. Et skarpt smeltepunkt er ofte bevis for, at en prøve er ret ren, og et bredt smelteområde er bevis på, at den ikke er ren. For eksempel har en ren organisk krystal ensartede molekyler, perfekt pakket sammen. Krystallerne er imidlertid uren, når de forekommer i en blanding af to forskellige organiske molekyler, fordi de ikke passer godt sammen. Det tager mere varme at smelte den rene struktur.