融点の定義とリスト

融点 物質が固体から液体に変化する温度です。融点では、固体と液体の両方の状態が存在し、平衡状態にあります。融点は物質の物理的性質です。

ここでは、融点に影響を与える要因、融点と凝固点の違い、および元素と他の物質の融点値の表をご覧ください。

融点に影響する要因

圧力は、融点に影響を与える主な要因です。このため、通常、融点には圧力値が含まれます。融点が高い物質は、原子や分子を結合する強い分子間力を持っているため、蒸気圧が低くなります。たとえば、水は同等の化合物よりも高い融点を持っています。これは、水素結合が氷の構造を維持するのに役立つためです。イオン結合は共有結合よりも強いため、一般にイオン化合物は共有結合化合物よりも融点が高くなります。

融点と凝固点の違い

凍結は、物質が液体から固体に変化する融解の逆のプロセスです。融点と凝固点は同じ温度だと思うかもしれません。通常、2 つの値は十分に近く、本質的に同じです。ただし、過冷却により凝固点が融点よりも低くなることがあります。過冷却液体は、結晶形成を可能にする核生成サイトがないため、凝固しません。基本的に、その液体状態は固体状態よりも安定しており、融点以下でも安定しています。

水で過冷却が起こります。氷の融点は 0 °C (32 °F または 273.15 K) ですが、水の凝固点は -40 °C または -40 °F まで下がることがあります!

凝固点も純度に依存します。不純な物質は凝固点降下を経験します。ここでも、凝固点は融点よりも低くなる可能性があります。

元素の融点

融点が最も高い元素はタングステンで、融点は 3,414 °C (6,177 °F; 3,687 K) です。タングステンは遷移金属です。多くの参考文献は炭素を最も高い融点 (3642 °C、6588 °F、3915 K) を持つ元素として挙げていますが、炭素は実際には常圧で固体から直接気体に昇華します。高圧（10MPaまたは99気圧）の液体のみです。これらの極端な条件下では、炭素の融点は 4,030–4,430 °C (7,290–8,010 °F; 4,300–4,700 K) であると推定されています。

融点が最も低い元素はヘリウムで、2.5 MPa の圧力での融点は 0.95 K (−272.20 °C、 −457.96 °F) です。これは絶対零度に非常に近いです。融点が最も低い金属は水銀で、融点は 234.3210 K (−38.8290 °C、 −37.8922 °F) です。水銀は室温で液体です。

一般的に、金属は融点や沸点が高い傾向にあります。非金属は通常、比較的低い融点と沸点を持っています。

サンプル物質の融点値の表

最も高い融点を持つ物質はタンタルハフニウムカーバイド (Ta₄ HfC₅ ）。タンタル ハフニウム カーバイドは、融点が 4,215 K (3,942 °C; 7,127 °F) の高融点金属です。コンピュータ モデルは合金 HfN_0.38 を予測します C_0.51 約 4400 K のさらに高い融点を持っています。

融点の測定方法

物質が溶けると、その固体は液体に変わります。相変化は吸熱的です。化学結合がエネルギーを吸収してその剛体構造を破壊し、固体から液体に変化するからです。したがって、融点の測定は次の 2 つの方法のいずれかで機能します。

• 固体の温度をゆっくりと上げ、液体の形成を監視します。
• 材料を加熱し、高温計で黒体温度を監視する

参考文献

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