Układ okresowy stanów skupienia

Które pierwiastki są gazami i cieczami?

11 gazów w temperaturze pokojowej to wodór, azot, tlen, fluor i chlor oraz sześć gazów szlachetnych od helu do radonu. Wszystkie są niemetalami zbudowanymi z małych cząsteczek lub pojedynczych atomów, które przyciągają się nawzajem tylko słabo.

Dwie ciecze to brom, niemetal, i rtęć, metal. Kilka metali jest blisko: cez topi się w około 28 °C, a gal w około 30 °C, więc gal topi się w Twojej dłoni. Każdy inny pierwiastek ze znaną temperaturą topnienia jest w temperaturze pokojowej ciałem stałym.

Dlaczego pierwiastki mają różne stany skupienia

Stan pierwiastka zależy od tego, jak silnie jego cząstki się przyciągają w porównaniu z tym, jak szybko się poruszają. Metale są utrzymywane razem przez wiązanie metaliczne, a węgiel i krzem przez gigantyczne sieci wiązań kowalencyjnych, więc do stopienia potrzebują wysokich temperatur. Niemetale cząsteczkowe, takie jak azot i tlen, są utrzymywane tylko przez słabe siły między cząsteczkami, więc pozostają gazami aż do bardzo niskich temperatur.

Fluorowce pokazują, jak te słabe siły rosną wraz z rozmiarem. Fluor i chlor są gazami, brom jest cieczą, a jod ciałem stałym, ponieważ większe cząsteczki z większą liczbą elektronów przyciągają się silniej dzięki siłom dyspersyjnym Londona.

Korzystanie z suwaka temperatury

Przeciągnij suwak lub wybierz ustawienie wstępne: 0 K, 0 °C, 25 °C, 100 °C, 1000 K lub 3000 K. W 100 °C stopił się każdy litowiec oprócz litu, a także gal i fosfor, a brom wyparował. W 3000 K tylko pięć pierwiastków jest nadal stałych: węgiel, tantal, wolfram, ren i osm. Blisko górnej granicy skali wolfram, który ma najwyższą temperaturę wrzenia, jest ostatnim pierwiastkiem, który jest jeszcze cieczą.

Stany są pokazane przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym, a dwie wartości wymagają ostrożności. Arsen nie topi się przy normalnym ciśnieniu, lecz przechodzi bezpośrednio z ciała stałego w gaz (sublimuje), więc nigdy nie występuje jako ciecz. Hel nigdy nie zamarza przy normalnym ciśnieniu; jego temperaturę topnienia zmierzono pod wysokim ciśnieniem, więc traktuj jego stały kolor w pobliżu zera bezwzględnego z ostrożnością. Pierwiastki od rutherfordu wzwyż nie mają znanej temperatury topnienia i są pokazane jako nieznane.

Przykład krok po kroku: brom

Brom topi się w 265,8 K (−7,35 °C) i wrze w 332 K, czyli około 59 °C. Ustaw suwak na ustawienie wstępne 0 °C lub 25 °C, a brom jest cieczą; przy ustawieniu 100 °C zamienił się w gaz. Przesuń poniżej około −7 °C, a zamarznie w ciało stałe.