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元素熔点和沸点变化的周期性


铜臭 / 2022-08-12

   元素的熔点和沸点,随着原子序的递增,也呈現着周期性的变化。熔点曲线,在每个周期中,惰性气体处在谷底,而处在峰頂的是C、Si、Cr、Mo、W,前二个元素服IVA族(第四主族),后三个元素属VIB族(第六副族,即鉻副族)。这些元素的熔点数据如表28-1所示。熔点是与晶体中单元間的力有关。惰性气体的晶格由于原子間的弱的范德瓦尔引力,而易于拆开。氮分子最小,范德瓦尔力 也最小,因此它具有所有元素中的最低熔点。反之, 每个碳原子在晶体中以四个强的共价键相互结合,因此它具有所有元素中的最 高熔点。实际上,无谕金刚石和石墨,都在3652-3697° 間升华,三相点尚无测值。在金属中,鎢的熔点是最高的。

表28-1 元素的最高最低熔点
周次  曲线峰顶位置 曲线谷底位置

         

元素 熔点,°C 元素 熔点,°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

  沸点的周期性变化有着类似的情形,在曲线峰頂和谷底的元素和数据列于表28-2。处在谷底的元素仍然是惰性气体,但是处
表28-2 元素的最高最低沸点
周次 曲线峰顶位置 曲线谷底位置
         元素 熔点,°C 元素 熔点,°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

在峰頂的元素,头两个屬IVA族,次两个屬IVB族,末一个属VIB族。由表可見,氦在所有元素中具有最低的沸点,而鎢在所有元素中具有最高的沸点。沸点是和液体状态的分子(在上两例中都是原子)間的范德瓦尔力相联系的。液态金属的情形較复杂,其中还有自由电子

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