Inhoud
- Smeltpuntpatronen
- Soorten binding die het smeltpunt verhogen
- Wat verlaagt het smeltpunt
- Vuurvaste metalen
Het smeltpunt van een element is wanneer het van vaste vorm in een vloeistof wordt omgezet. Metalen, die fysiek flexibele elementen zijn die warmte en elektriciteit kunnen geleiden, hebben de neiging om bij kamertemperatuur vast te zijn vanwege hun relatief hoge smeltpunten. Niet-metalen, die fysiek zwak zijn en slechte geleiders van warmte en elektriciteit, kunnen vast, vloeibaar of gasvormig zijn, afhankelijk van het element. Smeltpunten van zowel metalen als niet-metalen variëren sterk, maar metalen neigen te smelten bij hogere temperaturen.
Smeltpuntpatronen
Nadat u de smeltpunten van alle elementen op het periodiek systeem hebt opgenomen, verschijnt er een patroon. Terwijl je een periode van links naar rechts beweegt - een horizontale rij -, begint het smeltpunt van de elementen te stijgen, dan piekeren ze bij Groep 14 - de verticale kolom met koolstof bovenaan - en uiteindelijk nemen ze af als u de rechterkant nadert. Terwijl u van boven naar beneden op de tafel beweegt, wordt het stijg- en valpatroon kleiner, wat betekent dat elementen in lagere perioden meer vergelijkbare smeltpunten hebben.
Soorten binding die het smeltpunt verhogen
Er zijn twee soorten verbindingen die leiden tot hogere smeltpunten: covalent en metaalachtig. Covalente bindingen zijn wanneer elektronenparen gelijkelijk tussen atomen worden gedeeld, en ze trekken atomen zelfs nog dichter bij elkaar als er meerdere paren elektronen bij betrokken zijn. Metallische bindingen omvatten elektronen die gedelokaliseerd zijn: ze drijven tussen vele atomen, niet slechts twee, en positief geladen kernen zijn stevig gebonden aan de omringende "zee" van elektronen.
Wat verlaagt het smeltpunt
Omdat sterke bindingen tussen atomen elementen hogere smeltpunten geven, is het ook waar dat lagere smeltpunten het gevolg zijn van zwakkere bindingen of een gebrek aan bindingen tussen atomen. Kwik, het metaal met het laagste smeltpunt - -38,9 graden Celsius of -37,9 graden Fahrenheit - kan geen bindingen vormen omdat het geen elektronenaffiniteit heeft. Veel niet-metalen, zoals zuurstof en chloor, zijn zeer elektronegatief: ze hebben een hoge affiniteit voor elektronen en wrikken ze effectief los van het andere atoom, zodat de binding gemakkelijk breekt. Dientengevolge hebben deze niet-metalen smeltpuntstemperaturen onder nul.
Vuurvaste metalen
Hoewel veel metalen hoge smeltpunten hebben, is er een selecte groep van een paar elementen die uitzonderlijk hoge smeltpunten hebben en fysiek sterk zijn. Dit zijn vuurvaste metalen, of metalen met een smeltpunt van minimaal 2.000 graden Celsius, of 3.632 graden Fahrenheit. Vanwege hun warmtetolerantie worden ze gebruikt in een verscheidenheid aan apparatuur, van micro-elektronica tot raketten. De metalen wolfraam en molybdeen worden bijvoorbeeld overwogen voor bouwmateriaal in energiecentrales vanwege hun uitzonderlijk hoge smeltpunten die een enorme hittebestendigheid mogelijk maken.