วิทยาศาสตร์

จุดเดือดจุดหลอมเหลว

      จุดเดือดและจุดหลอมเหลว

                จุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุ ขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลหรืออะตอม ถ้าแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลหรืออะตอมมาก จะมีจุดหลอมเหลวสูง แต่ถ้าแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลน้อย จุดเดือดจุดหลอมเหลวจะต่ำ

                   ธาตุโลหะ  แรงดึงดูดระหว่างอะตอม เป็นพันธะโลหะ มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูง ความแข็งแรงของพันธะโลหะขึ้นอยู่กับขนาดของอะตอม

                   -ถ้าอะตอมมีขนาดเล็กพันธะโลหะจะมีความแข็งแรงมากกว่าขนาดอะตอมใหญ่

                   -ธาตุที่มีระดับพลังงานเท่ากัน ความแรงของพันธะโลหะขึ้นอยู่กับจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน คือ โลหะที่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนมากกว่าจะมีความแรงของพันธะโลหะมากกว่า โลหะใดมีความแรงของพันธะโลหะมาก จุดเดือดจุดหลอมเหลวก็จะสูงและถ้าโลหะใดมีความแรงของพันธะโลหะน้อย มาก จุดเดือดจุดหลอมเหลวก็จะต่ำด้วย

 

รูปที่ 1 กราฟจุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุในตารางธาตุ

            จากกราฟแนวโน้มจุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุในหมู่เดียวกัน จากบนลงล่าง เป็นดังนี้

     1.ธาตุที่เป็นโลหะ

          – จุดเดือดจุดหลอมเหลวลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นเนื่องจากขนาดอะตอมมีขนาดใหญ่ขึ้น

         -โลหะทุกชนิดมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวกว้าง คือห่างกันมาก เช่น

Fe มี mp = 1535  ํC และBp = 2750 ํC

มีจุดเดือดห่างจากจุดหลอมเหลว  2750-1535 ํC = 1215 ํC

    2.ธาตุเป็นอโลหะ

         -จุดเดือดจุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมลดลง เนื่องจากมวลอะตอมมีค่าเพิ่มขึ้น ทำให้แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีค่าเพิ่มขึ้น

         – อโลหะทุกชนิดมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวแคบ คือห่างกันน้อย เช่น

Cl มีจุดเดือดห่างจากจุดหลอมเหลว  = (-35) – (-102)   = 67  ํC

                รูปที่ 2 ตารางจุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุในตารางธาตุ

            -จุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุในหมู่ IA IIA IIIA และ IVA เป็นโลหะ ยึดเหนี่ยวดัวยพันธะโลหะ มีแนวโน้มสูงขึ้นตามลำดับ โดยเฉพาะหมู่ IVA จะมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงที่สุด เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนมากขึ้น มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อิสระแข็งแรงขึ้น ธาตุหมู่ IVA บางธาตุมีโครงสร้างเป็นผลึกร่างตาข่ายจึงทำให้มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงเช่น C

          – หมู่ VA VIA VIIA VIIIA เป็นอโลหะยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์ มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวต่ำ เนื่องจากแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของธาตุกลุ่มนี้มีค่าต่ำมาก

          – ธาตุที่มีความเป็นโลหะกับอโลหะปนกันเรียกว่ากึ่งโลหะมี 8 ตุ คือ B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po และ At

สรุปแนวโน้มจุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุ

                   1.ธาตุโลหะ

                   -ธาตุในหมู่เดียวกัน  จุดเดือดจุดหลอมเหลวของโลหะหมู่เดียวกัน ได้แก่ธาตุ หมู่ที่ IA IIA IIIA และ IVA จะลดลงจากบนลงล่าง(เพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบน)เพราะธาตุข้างบนมีขนาดอะตอมเล็ก พันธะโลหะจึงแข็งแรงมากกว่าธาตุข้างล่าง ( เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นจุดเดือดจุดหลอมเหลวจะลดลง )

                   -ธาตุในคาบเดียวกัน  จุดเดือดจุดหลอมเหลวของโลหะจะเพิ่มขึ้นจากหมู่ที่ IA ถึงหมู่ที่

IIIA เพราะขนาดอะตอมเล็กลง ( เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นจุดเดือดจุดหลอมเหลวจะสูงขึ้น โดยเฉพาะ หมู่ที่ IVA จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงที่สุด เพราะบางธาตุมีโครงสร้างยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนซ์ เป็นโครงผลึกร่างตาข่าย เช่น C Si  ซึ่งเป็นโครงสร้างที่แข็งแรงกว่าพันธะโลหะ  )

                2.ธาตุอโลหะ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลเป็น แรงแวนเดอร์วาลส์ ซึ่งขึ้นอยู่กับมวลโมเลกุลและขนาดโมเลกุล ถ้าธาตุอโลหะใดมีมวลโมเลกุลสูง ก็จะมีแรงแวนเดอร์วาลส์มาก ทำให้จุดเดือดจุดหลอมเหลว สูงและถ้ามวลโมเลกุลต่ำ จุดเดือด จุดหลอมเหลวก็จะต่ำด้วยจุดเดือดจุดหลอมเหลวต่ำ  จุดเดือดจุดหลอมเหลวขึ้นอยู่กับแรงวันเดอร์วาลส์

                    -ธาตุในหมู่เดียวกัน จุดเดือดจุดหลอมเหลวของอโลหะหมู่ VA ถึงหมู่ ที่ VIIIA จะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง (เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นจุดเดือดจุดหลอมเหลวจะสูงขึ้น)

                    -ธาตุในคาบเดียวกัน จุดเดือดจุดหลอมเหลวของอโลหะจะลดลงจากหมู่ที่ VA ถึงหมู่ที่ VIIIA ( เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นจุดเดือดจุดหลอมเหลวจะต่ำลง ) โดยเฉพาะหมู่ที่ VIIIA จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำที่สุดเนื่องจากมีพันธะโคเวเลนซ์