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物质熔点和沸点的变化规律简谈

来源:未知作者:毛远明 点击:所属专题: 沸点 熔点

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熔点是固体将其物态由固态转变(熔化)为液态的温度。熔点是一种物质的一个物理性质,物质的熔点并不是固定不变的,有两个因素对熔点影响很大,一是压强,平时所说的物质的熔点,通常是指一个大气压时的情况,如果压强变化,熔点也要发生变化;另一个就是物质中的杂质,我们

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熔点是固体将其物态由固态转变(熔化)为液态的温度。熔点是一种物质的一个物理性质,物质的熔点并不是固定不变的,有两个因素对熔点影响很大,一是压强,平时所说的物质的熔点,通常是指一个大气压时的情况,如果压强变化,熔点也要发生变化;另一个就是物质中的杂质,我们平时所说的物质的熔点,通常是指纯净的物质。沸点指液体饱和蒸气压与外界压强相同时的温度。外压力为标准压(1.01×105Pa)时,称正常沸点。外界压强越低,沸点也越低,因此减压可降低沸点。沸点时呈气、液平衡状态。

在近年的高考试题及高考模拟题中我们常遇到这样的题目:

下列物质按熔沸点由低到高的顺序排列的是,

    A、二氧化硅,氢氧化钠,萘               B、钠、钾、铯

    C、干冰,氧化镁, 磷酸                  DC2H6C(CH3)4CH3(CH2)3CH3

 在我们现行的教科书中并没有完整总结物质的熔沸点的文字,在中学阶段的解题过程中,具体比较物质的熔点、沸点的规律主要有如下:

1.      根据物质在相同条件下的状态不同

 一般熔、沸点:固>液>气,如:碘单质>>CO2

2. 由周期表看主族单质的熔、沸点 

同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点、沸点渐高。但碳族元素特殊,即CSiGeSn越向下,熔点越低,与金属族相似;还有A族的镓熔点比铟、铊低;A族的锡熔点比铅低。 

3. 同周期中的几个区域的熔点规律 

 高熔点单质   CSiB三角形小区域,因其为原子晶体,故熔点高,金刚石和石墨的熔点最高大于3550。金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部,其最高熔点为钨(3410)。 

 低熔点单质   非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上方,另有IA的氢气。其中稀有气体熔、沸点均为同周期的最低者,如氦的熔点(-272.226×105Pa)、沸点(268.9)最低。 

金属的低熔点区有两处:IABZnCdHgA族中AlGeThA族的SnPbA族的SbBi,呈三角形分布。最低熔点是Hg(38.87),近常温呈液态的镓(29.78)铯(28.4),体温即能使其熔化。 

4. 从晶体类型看熔、沸点规律 

晶体纯物质有固定熔点;不纯物质凝固点与成分有关(凝固点不固定)。 

非晶体物质,如玻璃、水泥、石蜡、塑料等,受热变软,渐变流动性(软化过程)直至液体,没有熔点。 

原子晶体的熔、沸点高于离子晶体,又高于分子晶体。

在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高。判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较。如

键长: 金刚石(CC)>碳化硅SiC)>晶体硅 SiSi)。
熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅 

在离子晶体中,化学式与结构相似时,阴阳离子半径之和越小,离子键越强,熔沸点越高。反之越低。

 KFKClKBrKICaOKCl

分子晶体的熔沸点由分子间作用力而定,分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低。(具有氢键的分子晶体,熔沸点 反常地高,如:H2OH2TeH2SeH2SC2H5OHCH3OCH3)。对于分子晶体而言又与极性大小有关,其判断思路大体是:

  组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高。如:CH4SiH4GeH4SnH4

  组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔沸点就越高。如: CON2CH3OHCH3CH3

  高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低。如: C17H35COOH(硬脂酸)>C17H33COOH(油酸);

烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸点升高,如C2H6CH4  C2H5ClCH3ClCH3COOHHCOOH

同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔沸点降低。如:CH3(CH2)3CH3  ()CH3CH2CH(CH3)2()(CH3)4C()。芳香烃的异构体有两个取代基时,熔点按对、邻、  间位降低。(沸点按邻、间、对位降低)

金属晶体:金属单质和合金属于金属晶体,其中熔、沸点高的比例数很大,如钨、铂等(但也有低的如汞、铯等)。在金属晶体中金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低。如:NaMgAl

 合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。

5. 某些物质熔沸点高、低的规律性 

 同周期主族(短周期)金属熔点。如  Li<BeNa<Mg<Al 

 碱土金属氧化物的熔点均在2000以上,比其他族氧化物显著高,所以氧化镁、氧化铝是常用的耐火材料。 

 卤化钠(离子型卤化物)熔点随卤素的非金属性渐弱而降低。如NaF>NaCl>NaBr>NaI 

通过查阅资料我们发现影响物质熔沸点的有关因素有:化学键,分子间力(范德华力)、氢键 晶体结构,有晶体类型、三维结构等,好象石墨跟金刚石就有点不一样 晶体成分,例如分子筛的桂铝比 杂质影响:一般纯物质的熔点等都比较高。但是,分子间力又与取向力、诱导力、色散力有关,所以物质的熔沸点的高低不是一句话可以讲清的。我们在中学阶段只需掌握以上的比较规律。

(责任编辑:化学自习室)
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