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元素熔點(diǎn)和沸點(diǎn)變化的周期性


銅臭 / 2022-08-12

   元素的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),隨著原子序的遞增,也呈現(xiàn)著周期性的變化。熔點(diǎn)曲線,在每個(gè)周期中,惰性氣體處在谷底,而處在峰頂?shù)氖荂、Si、Cr、Mo、W,前二個(gè)元素服IVA族(第四主族),后三個(gè)元素屬VIB族(第六副族,即鉻副族)。這些元素的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表28-1所示。熔點(diǎn)是與晶體中單元間的力有關(guān)。惰性氣體的晶格由于原子間的弱的范德瓦爾引力,而易于拆開。氮分子最小,范德瓦爾力 也最小,因此它具有所有元素中的最低熔點(diǎn)。反之, 每個(gè)碳原子在晶體中以四個(gè)強(qiáng)的共價(jià)鍵相互結(jié)合,因此它具有所有元素中的最 高熔點(diǎn)。實(shí)際上,無諭金剛石和石墨,都在3652-3697° 間升華,三相點(diǎn)尚無測值。在金屬中,鎢的熔點(diǎn)是最高的。

表28-1 元素的最高最低熔點(diǎn)
周次  曲線峰頂位置 曲線谷底位置

         

元素 熔點(diǎn),°C 元素 熔點(diǎn),°C

1

2

3

4

5

6


C

Si

Cr

Mo

W


~3700

1414

1920

2620

3410

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

-272.2

248.67

-189.2

-156.6

-112

-71

  沸點(diǎn)的周期性變化有著類似的情形,在曲線峰頂和谷底的元素和數(shù)據(jù)列于表28-2。處在谷底的元素仍然是惰性氣體,但是處
表28-2 元素的最高最低沸點(diǎn)
周次 曲線峰頂位置 曲線谷底位置
         元素 熔點(diǎn),°C 元素 熔點(diǎn),°C

1

2

3

4

5

6


C

Si

Ti

Zr

W


4200

2680

3280

4380

5280

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

-268.9

-245.9

-185.7

-152.9

-107.1

-65

在峰頂?shù)脑?,頭兩個(gè)屬IVA族,次兩個(gè)屬IVB族,末一個(gè)屬VIB族。由表可見,氦在所有元素中具有最低的沸點(diǎn),而鎢在所有元素中具有最高的沸點(diǎn)。沸點(diǎn)是和液體狀態(tài)的分子(在上兩例中都是原子)間的范德瓦爾力相聯(lián)系的。液態(tài)金屬的情形較復(fù)雜,其中還有自由電子

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