Периодическая таблица агрегатных состояний

Какие элементы — газы и жидкости?

Одиннадцать газов при комнатной температуре — это водород, азот, кислород, фтор и хлор, а также шесть благородных газов от гелия до радона. Все они неметаллы, состоящие из небольших молекул или отдельных атомов, которые притягиваются друг к другу лишь слабо.

Две жидкости — это бром, неметалл, и ртуть, металл. Несколько металлов подходят близко: цезий плавится примерно при 28 °C, а галлий примерно при 30 °C, так что галлий плавится в вашей руке. Любой другой элемент с известной температурой плавления при комнатной температуре — твёрдое вещество.

Почему у элементов разные состояния

Состояние элемента зависит от того, насколько сильно его частицы притягиваются друг к другу по сравнению с тем, как быстро они движутся. Металлы удерживаются металлической связью, а углерод и кремний — гигантскими сетками ковалентных связей, поэтому для плавления им нужны высокие температуры. Молекулярные неметаллы, такие как азот и кислород, удерживаются лишь слабыми силами между молекулами, поэтому остаются газами вплоть до очень низких температур.

Галогены показывают, как эти слабые силы растут с размером. Фтор и хлор — газы, бром — жидкость, а йод — твёрдое вещество, потому что более крупные молекулы с большим числом электронов притягиваются друг к другу сильнее за счёт лондоновских дисперсионных сил.

Как пользоваться ползунком температуры

Перетащите ползунок или выберите готовое значение: 0 K, 0 °C, 25 °C, 100 °C, 1000 K или 3000 K. При 100 °C все щелочные металлы, кроме лития, уже расплавились, как и галлий с фосфором, а бром выкипел. При 3000 K твёрдыми остаются всего пять элементов: углерод, тантал, вольфрам, рений и осмий. Ближе к верху шкалы вольфрам, у которого самая высокая температура кипения, остаётся последним жидким элементом.

Состояния показаны при нормальном атмосферном давлении, и два значения требуют осторожности. Мышьяк при нормальном давлении не плавится, а переходит прямо из твёрдого состояния в газ (возгоняется), поэтому никогда не бывает жидкостью. Гелий при нормальном давлении вообще не замерзает; его температуру плавления измерили при высоком давлении, поэтому относитесь с осторожностью к его цвету твёрдого вещества вблизи абсолютного нуля. У элементов начиная с резерфордия температура плавления неизвестна, и они показаны как неизвестные.

Разбор примера: бром

Бром плавится при 265,8 K (−7,35 °C) и кипит при 332 K, примерно 59 °C. Установите ползунок на значение 0 °C или 25 °C, и бром — жидкость; на значении 100 °C он уже превратился в газ. Сдвиньте ниже примерно −7 °C, и он замёрзнет, став твёрдым веществом.