Elementy płynne w temperaturze pokojowej

Obecnie ludzkość zna 118 pierwiastków, które są rozmieszczone w układzie okresowym w 18 grupach i 7 okresach. Zdecydowana większość tych pierwiastków to stałe, wysokotopliwe metale. Istnieje również 11 gazów, w tym 6 gazów szlachetnych i 5 niemetali. Istnieje jednak niewielka garstka pierwiastków, których normalne temperatury wrzenia i topnienia pozwalają im istnieć jako ciecze w temperaturze pokojowej lub zbliżonej do niej.

Kryteria wyboru

Wiedza o tym, które pierwiastki są w stanie ciekłym w temperaturze pokojowej jest bardzo prosta. Wszystko, co musimy zrobić, to spojrzeć na temperatury topnienia i wrzenia różnych pierwiastków. Aby był płynny w temperaturze pokojowej, muszą być spełnione dwa warunki:

• Potrzebujemy, aby temperatura topnienia była niższa od temperatury pokojowej, w przeciwnym razie będzie stała.
• Potrzebujemy również temperatury wrzenia powyżej temperatury pokojowej; w przeciwnym razie będzie to gaz.

Te dwa warunki muszą być spełnione jednocześnie, ponieważ logicznie rzecz biorąc, aby pierwiastek (lub jakakolwiek inna substancja) był ciekły w temperaturze pokojowej, musimy koniecznie upewnić się, że nie jest on ani ciałem stałym, ani gazem.

Co przyjmujemy za temperaturę pokojową?

W nauce często spotyka się pewne definicje temperatur, takie jak temperatura standardowa i temperatura normalna. Temperatury te są zwykle ustalane umownie i w zależności od dyscypliny mogą wynosić 0°C, 20°C lub 25°C. Chociaż mogliśmy wybrać 25°C jako temperaturę pokojową, zdecydowaliśmy się na inne podejście.

Oczywiste jest, że temperatura otoczenia będzie zależała od tego, gdzie się znajdujesz, ale aby mieć ogólne kryterium, na potrzeby tego artykułu przyjmujemy jako punkt odniesienia średnią temperaturę w Dallol w Etiopii, najcieplejszym zamieszkałym miejscu świat.

Na tej liście znajdują się pierwiastki, których temperatura topnienia jest niższa niż 41 ° C, ponieważ gdyby była wyższa, nie byłaby cieczą w żadnej części świata zamieszkałej przez ludzi.

Ograniczamy również temperaturę wrzenia do minimum tych samych 41°C, co gwarantuje, że żadna pozycja z listy nie będzie gazowa w warunkach otoczenia, nawet gdybyśmy byli w Dallol.

uwaga na ciśnienie

Temperatura nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na stan skupienia materii; ważną rolę odgrywa również ciśnienie. Temperatura topnienia nie ma tak dużego wpływu jak temperatura wrzenia, która może znacznie spaść wraz ze spadkiem ciśnienia atmosferycznego. Jednak uwzględnienie nacisku nadmiernie skomplikowałoby analizę i prawdopodobnie spowodowałoby uwzględnienie lub wykluczenie tylko jednej lub dwóch pozycji. Z tego powodu ta zmienna nie została wzięta pod uwagę, a obecny wybór opiera się wyłącznie na normalnych temperaturach wrzenia i topnienia (tj. przy ciśnieniu 1 atm) podanych dla każdego pierwiastka.

Elementy płynne w temperaturze pokojowej

Biorąc pod uwagę parametry wyjaśnione powyżej, oto 6 elementów, które są płynne w temperaturze (prawie) pokojowej.

Rtęć (Hg)

Rtęć jest prawdopodobnie najbardziej znanym płynnym pierwiastkiem dla wszystkich. Z temperaturą topnienia -39°C i temperaturą wrzenia 357°C pierwiastek ten znajdzie się w stanie ciekłym niemal na całym świecie. Jest metalem ciężkim i wysoce toksycznym. Po spożyciu i metabolizowaniu przez niektóre bakterie staje się trującym związkiem metaloorganicznym, który może spowodować śmierć.

Brom (Br)

Brom jest niemetalem należącym do rodziny halogenów. Jest to jedyny ciekły halogen w temperaturze pokojowej; dwa najlżejsze (chlor i fluor) to gazy, a najcięższe to ciała stałe. Występuje naturalnie w postaci cząsteczek dwuatomowych o wzorze Br ₂ .

Frans (Fr)

Frans jest z kolei największym atomem w układzie okresowym pod względem promienia atomowego i pierwiastkiem o największym metalicznym charakterze ze wszystkich. Ma najniższą elektroujemność ze 118 znanych pierwiastków (nie licząc syntetyków, których elektroujemności nie są znane). Jego temperatura topnienia wynosi 27 ° C, więc ten metal jest stały w wielu częściach świata; jednak szybko topi się w kontakcie z ciepłem ludzkiego ciała.

Cez (Cs)

Podobnie jak frank, cez jest kolejnym przykładem niskotopliwego metalu alkalicznego, chociaż ten jest nieco wyższy niż poprzedni. Ponownie, jest to metal, który byłby stały w wielu częściach świata lub w nocy w większości części planety, ale w cieplejszych miejscach byłby w stanie ciekłym.

Gal (Ga)

Gal jest jednym z metali p-blokowych. Występuje poniżej aluminium i po metalach przejściowych. Pomimo przynależności do tej samej grupy pierwiastków gal ma znacznie niższą temperaturę topnienia niż aluminium. Podczas gdy aluminium topi się w temperaturze 660°C, gal topi się w temperaturze zaledwie 30°C, czyli w wielu gorących miejscach w temperaturze bardzo zbliżonej do średniej temperatury pokojowej.

Rubid (Rb)

Rubid jest ostatnim elementem, który znalazł się na naszej liście pierwiastków płynnych w temperaturze pokojowej. Jego temperatura topnienia wynosi 39 ° C, więc znajduje się tuż poniżej granicy, którą przyjmujemy, aby zdefiniować go jako pierwiastek płynny. Chociaż większość świata powiedziałaby, że rubid jest metalem stałym w temperaturze pokojowej, mieszkańcy Dallol by się z tym nie zgodzili.

Wyróżnienie: Fosfor (P)

Spośród wszystkich pierwiastków odmiana alotropowa fosforu zwana fosforem białym ma temperaturę topnienia najbliższą granicy 41°C. Ten alotrop fosforu topi się w temperaturze 44°C, więc będzie stały przez większość czasu na całym świecie. Jednak w miejscach takich jak Dallol i innych bardzo gorących miejscach pustynnych maksymalne temperatury mogą przekraczać 44 °C (pamiętaj, że 41 °C to średnia temperatura, która zmienia się w ciągu dnia i pory roku). Dlatego możemy przyznać tej pozycji wyróżnienie na naszej liście.

Kolejnym pierwiastkiem pod względem temperatury topnienia jest potas, który topi się w temperaturze 64°C. Ponieważ maksymalna zarejestrowana temperatura otoczenia wynosi 56,7 ° C, nigdzie na świecie potasu nie można znaleźć w stanie ciekłym w temperaturze pokojowej. To samo można powiedzieć o wszystkich innych elementach stałych w układzie okresowym.

Bibliografia

• Lenntech (sf). Pierwiastki chemiczne uporządkowane według temperatury wrzenia . Pobrane z https://www.lenntech.es/tabla-peiodica/punto-de-ebullicion.htm
• Lenntech (sf). Pierwiastki chemiczne uporządkowane według temperatury topnienia . Pobrane z https://www.lenntech.es/tabla-peiodica/punto-de-fusion.htm
• To najgorętsze zamieszkane miejsce na świecie i zapierające dech w piersiach piękno . Pobrane z https://timesofindia.indiatimes.com/travel/destinations/this-is-the-hottest-inhabited-place-in-the-world-and-its-breathtakingly-beautiful/as63095044.cms .