结构生物化学/熔点
熔点定义为固体内部键断裂,固体转变为液体的温度。分子或原子之间吸引力越强,熔点越高,因为打破这些键并改变分子的状态需要更多能量。
由于熔点在元素周期表中变化很大,因此没有明显的趋势。
1. 随着元素原子序数的增加,熔点大多增加,因为原子核周围有更多电子,从而产生更强的分子间力。随着力的增强,熔点升高,因为打破这些力需要更多能量。但熔点也根据结构类型而变化,巨型共价或金属结构的熔点高于简单分子结构。
2. 金属通常具有高熔点,这是由于金属键。这是一种正离子与离域电子之间的静电吸引力(强键)。
3. 非金属通常具有低熔点,因为它们通常具有简单的分子结构。
分子或化合物的熔点是一个非常重要的特性。很多时候我们可以只使用这一特性来确定化合物或分子的身份。这将被称为熔点测定,其中化合物被缓慢加热以找到其熔化的温度。将未知化合物的熔化温度与其他已知熔点进行比较,可以推断出它是正确的化合物还是不同的化合物。为了进一步研究,进行了混合熔点测定。这是通过混合两种化合物并测试所得熔点来完成的。如果化合物不同,则熔点总是降低。如果两种化合物相同,则熔点保持不变。需要使用熔点仪器并小心操作。这个实验表明了熔点特性在化学中的重要性。不仅作为一种特性,而且作为一种识别未知化合物的工具。[1]
前八种羧酸的熔点和沸点 (°C) 对于大多数物质来说,熔点和凝固点几乎相等。例如,元素汞的熔点和凝固点为 234.32 凯尔文(−38.83 °C 或 −37.89 °F)。然而,某些物质的固-液转变温度不同。例如,琼脂在 85 °C (185 °F) 熔化,并在 31 °C 到 40 °C (89.6 °F 到 104 °F) 之间凝固;这种方向依赖性被称为滞后现象。冰在 1 个大气压下的熔点非常接近 0 °C (32 °F, 273.15 K);这也称为冰点。在成核物质存在的情况下,水的凝固点与熔点相同,但在没有成核物质的情况下,水可以在冷冻前过冷至 −42 °C (−43.6 °F, 231 K)。化学元素中熔点最高的是钨,为 3683 K (3410 °C, 6170 °F),使其非常适合用作灯泡中的灯丝。经常被引用的碳在环境压力下不会熔化,而是在大约 4000 K 时升华;液态相仅存在于高于 10 MPa 的压力和估计的 4300-4700 K 时。钽铪碳化物 (Ta4HfC5) 是一种难熔化合物,熔点非常高,为 4488 K (4215 °C, 7619 °F)。在另一个极端,氦在常压下根本不会冻结,即使在非常接近绝对零度的温度下也是如此;需要超过 20 倍正常大气压的压力才能使它冻结。