Изучая свойства элементов периодической системы, можно заметить, что ртуть является единственным металлом, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. В то же время все остальные металлы находятся в твердом состоянии при этих условиях. Почему же так происходит?
Объяснение этому явлению связано с тем, что ртуть обладает очень низкой температурой плавления и кипения по сравнению с другими металлами. Так, температура плавления ртути составляет всего лишь минус 38,8 градусов по Цельсию, а ее температура кипения равна 356,6 градусам по Цельсию. Такое низкое значение температуры плавления объясняется особыми свойствами атомной структуры ртути.
В отличие от других металлов, у которых атомы соединены в решетку, атомы ртути находятся между слоями атомов других элементов в решетке. Кроме того, ртуть обладает свойством легко распространяться по поверхности твердых тел. Это свойство называется мокрым газом. Когда ртуть находится в контейнере, она заполняет все свободное пространство и образует плоский поверхностный слой. Эти свойства ртути являются причиной ее низкой температуры плавления и кипения, и объясняют, почему ртуть остается жидкой при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении.
Опасна ли ртуть
Причины жидкости ртути и твердости металлов
Ртуть является жидким металлом при комнатной температуре из-за ее уникальных физических свойств. В первую очередь, это связано с тем, что у ртути очень низкая температура замерзания и высокая температура кипения, что позволяет ей оставаться жидкой даже при комнатной температуре. Кроме того, ртуть имеет высокое паровое давление, что обуславливает ее высокую испаряемость, что опять же позволяет ей оставаться в жидком состоянии при обычных условиях.
С другой стороны, твердые металлы, такие как железо, медь, свинец и другие, отличаются своей твердостью и прочностью. Это обусловлено их кристаллической структурой, которая формируется при затвердевании расплава. Каждый металл имеет свою уникальную кристаллическую структуру, что определяет его механические и физические свойства. Например, железо формирует кубическую структуру, медь — гранатовидную, а свинец — кристаллы с ромбической решеткой.
- Еще одной причиной твердости металлов является их металлическая связь, которая характеризуется формированием ионов элементов и свободными электронами. Металлическая связь обеспечивает твердость и прочность металлов, так как электроны могут свободно двигаться между ионами металла, удерживая их вместе.
- Еще одним фактором, влияющим на твердость металлов, является их микроструктура. Например, металлы могут содержать примеси, дефекты или другие особенности, которые могут повлиять на их механические свойства. Также термообработка, например, нагрев и охлаждение, может изменять микроструктуру металла и его свойства.
В целом, твердость металлов и жидкость ртути обусловлены их уникальными свойствами и структурой, которые позволяют им выполнять различные функции в промышленности и в нашей повседневной жизни.
Галилео. Ртуть (демеркуризатор)
Химический состав и структура кристаллической решетки
Химический состав металлов: металлы состоят из атомов, обладающих отрицательно заряженными электронами и положительно заряженным ядром. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре. Получается, что весь атом обладает нулевым зарядом. Однако, электроны находятся на разных энергетических уровнях и могут быть переданы другим атомам. Это свойство электронов обуславливает реакционную способность металлов.
Структура кристаллической решетки: кристаллическая решетка металлов характеризуется наличием гигантских молекул, которые образованы атомами металлов и соединены ковалентной связью. Металлическую решетку можно сравнить с группой шаров, соединенных пружинками. В металлах отсутствуют направленные связи между конкретными атомами, что обеспечивает их высокую пластичность и прочность.
Температура плавления и плотность: металлы обладают высокой температурой плавления, так как их кристаллическая решетка обладает высокой энергией. Более того, кристаллические решетки металлов отличаются высокой плотностью, что делает их прочными и тугоплавкими.
Различия между металлами и ртутью: в отличие от металлов, ртуть является жидким веществом при комнатной температуре и давлении. Ртуть — это металлический элемент, но кристаллическая решетка ее отличается от кристаллических решеток металлов, так как ртуть образует слабые Ван-дер-Ваальсовские связи между молекулами.
Влияние внешних условий на фазовое состояние веществ
Фазовое состояние вещества определяется тремя параметрами: температурой, давлением и составом. Изменение любого из этих параметров может привести к изменению фазового состояния.
Одним из примеров является изменение температуры. При нагревании твердого вещества его молекулы получают больше энергии, что приводит к возрастанию теплового движения молекул и растущей вероятности разрыва связей между ними. В результате, твердое вещество переходит в жидкое состояние.
Увеличение давления на жидкое вещество может привести к образованию твердого вещества. В высокогорье температура может быть достаточно высокой для того, чтобы каменная порода находилась в жидкой фазе. Однако, увеличение давления (например, в результате горения вулкана) может привести к быстрому охлаждению и затвердению породы.
Состав вещества также может влиять на его фазовое состояние. Например, существуют сплавы, которые при обогревании выходят на жидкую фазу, а затем при охлаждении остаются в твердом состоянии. Этот эффект называется обратной солидусной кривой.
- Температура, давление и состав — три главных параметра, которые влияют на фазовое состояние веществ.
- Изменение температуры может привести к переходу из твердого в жидкое состояние.
- Увеличение давления может привести к переходу из жидкого в твердое состояние.
- Состав вещества также может влиять на его фазовое состояние.
- Обратная солидусная кривая — это эффект, когда при охлаждении образуется твердое вещество, несмотря на то, что при обогревании оно переходит в жидкое состояние.
Роль валентности и электронной структуры в свойствах металлов и ртути
Валентность и электронная структура играют важную роль в свойствах металлов и ртути. Металлы имеют общую электронную структуру, которая обеспечивает их высокую термическую и электрическую проводимость, а также способность образовывать кристаллические сетки.
Как правило, металлы имеют малое количество валентных электронов во внешней оболочке. Это позволяет им легко отдавать или принимать электроны, что обеспечивает способность металлов проводить электрический ток. Также низкая энергия связи между валентными электронами и ядром, обусловленная большим размером ядра, является причиной высокой термической проводимости металлов.
В отличие от металлов, ртуть имеет высокое число валентных электронов во внешней оболочке, что делает ее менее подходящей для образования кристаллической решетки. Более того, ртуть имеет особенную электронную структуру, в которой пары электронов образуют сильные связи, обусловливающие ее низкую температуру плавления и кипения.
Таким образом, валентность и электронная структура играют важную роль в свойствах металлов и ртути, определяя их способность к проводимости и образованию кристаллических сеток, а также температуру плавления и кипения.
Источник: stduviewer-free.ru
Почему ртуть жидкая?
Ртуть действительно является полноценным металлом, и как всякий металл может существовать в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном -оставаясь при этом металлом.
Дело в температуре плавления. Если все другие металлы при обычных условиях находятся в твердом состоянии, то ртуть, имеющую температуру плавления -39 градусов Цельсия, мы видим жидкой. Но если температуру понизить до -39 градусов, ртуть станет твердой, как и все металлы.
Разумеется, будучи в жидком агрегатном состоянии, ртуть при комнатной температуре начинает испаряться. Как и всякая жидкость. При температуре 356 градусов ртуть закипит и станет газом.
Похожие статьи
- Факты об антисептиках и как сделать своими руками
- Защитная маска и факты о ней
- Смотри фильм, читай книгу экранизированные бестселлеры
- От желтого мальчика к желтой прессе
Источник: facte.ru
Форум химиков
Хочется получить квалифицированный ответ на интересующий меня вопрос, а именно, благодаря каким своим свойствам при нормальных условиях ртуть находится в жидком состоянии!!
И ещё вот в догонку. пока пытался найти ответ в инете, наткнулся на такую мысль: «ртуть входит в тройку металлов, которые при комнатной температуре находятся в жидком состоянии (ртуть, цезий и галлий)» Вот хотелось бы получить разъяснения и поэтому поводу, ибо привык считать, что ртуть единственный жидкий металл при нормальных условиях.
Сообщение nitro » Вт фев 01, 2005 10:49 am
Замечание. Ga — легкоплавкий Ме. При н.у., т.е. 25С 101.3КПа — твёрдое вещество.
Сообщение Enzyme » Пт фев 04, 2005 5:43 am
Гм. А почему Вас не смущает, что азот — газ? Или что бром — жидкость?
Ученые обнаружили ген, отвечающий за желание ученых обнаруживать гены.
Сообщение Кутузов » Пт фев 04, 2005 3:06 pm
1. Галлий и цезий при ну твердые. Их температуры плавления примерно 30 и 28 градусов.
2. Ртуть жидкая потому что ее температура плавления ниже чем температура при ну.
3. Вопрос очень хороший и интересный.
Суть аномалии в том что
— Ртуть металл тяжелый, а легкоплавкость характерна для легких металлов: лития, натрия, калия, цезия, галлия.
— Температуры плавления в первой В группе, в ряду медь, серебро, золото постоянна и равна примерно 1000 градусов. Во второй, в ряду цинк, кадмий, ртуть она такова: 420, 420, -39. Что очень ненормально.
Кто-нубудь, кто знает что-то об этой теме напишите, эта тема очень интересна.
Кстатьи есть такой сплав Вуда: 50% висмута, 25% свинца, 12,5% олова и 12,5% кадмия. Его температура плавления 68%.
eukar
Сообщение eukar » Пт фев 04, 2005 6:29 pm
Кутузов писал(а): Его температура плавления 68%.
Сикока-сикока?
Сообщение ИСН » Пт фев 04, 2005 7:03 pm
Подумаешь, удивили. В этих же примерно системах имеются какие-то вообще жидкие эвтектики (я уж не говорю про эвтектику Na-K).
Сообщение MOZG » Сб фев 05, 2005 12:22 am
Кутузов писал(а): Галлий и цезий при ну твердые. Их температуры плавления примерно 30 и 28 градусов.
ртуть. . -39[градусов]
Ga 29,8 градусов Цельсия
Cs 28,7 градусов
Hg -38.4 градуса
И ещё писали про Франций, что он жидкий, но, насколько мне известно, он в свободном состоянии не получен.
Кутузов писал(а): в ряду цинк, кадмий, ртуть она такова: 420, 420, -39. Что очень ненормально.
С чем это связано. Может какие-нибудь фокусы электронных оболочек.
Re: Почему ртуть жидкая??
Сообщение Formalinum » Сб фев 05, 2005 9:12 am
Ртуть, сдаётся мне, состоит из молекулярных ионов [Hg-Hg]++ и обобществлённых электронов, потому её температура плавления низка (наличие ковалентной связи), в отличие от других металлов, обладающих металлической связью в кристаллах. Кстати, при плавлении галлия также возникают подобные частицы Ga-Ga.
Всяко бывает.
Сообщение magach » Вт фев 08, 2005 5:27 am
всем спасибо за ответы!! особенно Formalinum’у, вполне доходчиво объяснил.
Re: Почему ртуть жидкая??
Сообщение Hedgehog » Вт фев 15, 2005 3:21 pm
Formalinum писал(а): Ртуть, сдаётся мне, состоит из молекулярных ионов [Hg-Hg]++ и обобществлённых электронов <. >Кстати, при плавлении галлия также возникают подобные частицы Ga-Ga.
Но тогда возникает интересный вопрос: а почему именно эти металлы — Hg и Ga, столь несхожие по химическим свойствам, проявляют склонность к образованию димерных частиц?
bacco, tabacco e Venere
Сообщение slavert » Вт фев 15, 2005 7:19 pm
А почему вы считаете что они так уж сильно не схожи? По-моему это явление называется диагональное сходство, наблюдается для кремния и бора, лития и магния, бериллия и алюминия.
Сообщение Hedgehog » Ср фев 16, 2005 6:18 pm
slavert писал(а): это явление называется диагональное сходство, наблюдается для кремния и бора, лития и магния, бериллия и алюминия.
Да, но: 1) Hg и Ga расположены все-таки не по диагонали; 2) диагональное сходство обычно проявляется у элементов главных подгрупп, и то не очень явно. Так что, как написал наш зав.кафедрой в каком-то отзыве , «ваша идея хороша и мне нравится, но на самом деле причина лежит глубже»
bacco, tabacco e Venere
Сообщение Nord » Пн май 23, 2005 9:01 pm
Есть мнение, что в аномальных свойствах d10s2 элементов играют важную роль релятивистские поправки. Дескать, благодаря им, химическая активность s-электронов у тяжелых элементов, типа золота и ртути, снижена, они слабее вовлекаются не только в химические связи с другими элементами, но и в связи в простом веществе.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки
Сообщение Polychemist » Вт май 24, 2005 4:52 pm
А у моего ребенка (7 кл., только зачатки химии) в учебнике был вопрос: почему металлы так сильно различаются по физ. свойствам? Я ответил — потому. Ребенку поставили чего-то не очень хорошее, но объяснения не дали.
Сообщение Andrei » Вт май 24, 2005 11:37 pm
Nord писал(а): Есть мнение, что в аномальных свойствах d10s2 элементов играют важную роль релятивистские поправки. Дескать, благодаря им, химическая активность s-электронов у тяжелых элементов, типа золота и ртути, снижена, они слабее вовлекаются не только в химические связи с другими элементами, но и в связи в простом веществе.
А у золота какие аномальные свойства?
Сообщение slavert » Ср май 25, 2005 2:52 am
Цвет и пластичность — вроде самый пластичный металл из всех известных
Сообщение Nord » Ср май 25, 2005 1:17 pm
Кроме того, химическая инертность. Вспомним, что у всех элементов с 6s-парой затруднена ее отдача. Золото — инертный металл, ртуть — относительно инертный металл (сравните с соседом по подгруппе цинком, который легко вытесняет кучу металлов из солей), таллий, свинец, висмут — сильные окислители в высшей степени окисления, зато легко окисляются до степени окисления (высшая — 2)
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки
Сообщение Andrei » Сб май 28, 2005 1:05 am
slavert писал(а): Цвет и пластичность — вроде самый пластичный металл из всех известных
Насчёт цвета — шутите? У золота цвет аномальный? А у кого же тогда нормальный — у меди?
Пластичность, хм, чем её измерить? Фольгу из золота можно сделать тоньше? Да, по сравнению с железом пластичность аномальная. А если с медью и серебром сравнивать, то разница не так и велика.
Nord писал(а): Кроме того, химическая инертность. . Золото — инертный металл, ртуть — относительно инертный металл (сравните с соседом по подгруппе цинком, который легко вытесняет кучу металлов из солей).
Инертность возрастает как в ряду Cu-Ag-Au, так и Zn-Cd-Hg, но сказать, что у золота она такая уж аномальная, я бы не решился.
Nord писал(а): . Вспомним, что у всех элементов с 6s-парой затруднена ее отдача. . таллий, свинец, висмут — сильные окислители в высшей степени окисления, зато легко окисляются до степени окисления (высшая — 2)
Это верно. Золото и ртуть окисляются трудно и легко восстанавливаятся до металла. Ну так и серебро.
В общем, такой очевидной ненормальности, как та, на которую указал Кутузов, не наблюдается.
И ещё, Nord отмечал выше, что s-электроны золота и ртути слабее вовлекаются в связи в простом веществе. Эти самые связи от этого слабее не становятся — в старом учебнике Некрасова приведены теплоты атомизации при комнатной температуре и для золота значение больше, чем для меди или серебра. В чём же это ослабление вовлечения проявляется для золота? В пластичности? А каким образом?
А про аномалии могу добавить: есть один металл, все его знают, так вот он плавает в керосине. А остальные — тонут. Аномальное поведение налицо!
Источник: www.chemport.ru