Ртуть, безбарвний і важкий метал, дивним чином залишається рідкою при звичайних умовах - при кімнатній температурі і атмосферному тиску. Це робить її унікальною речовиною серед всіх інших хімічних елементів. Що ж за секрет криється за цим незвичайним властивістю ртуті?
Перше, що слід зазначити, це її низька температура плавлення. Ртуть плавиться при -38,83 °c (-37,89 °f) і кипить при 356,7 °c (674 °F), що є досить незвичним для металу. Таким чином, він залишається рідким при кімнатній температурі, яка зазвичай знаходиться в діапазоні від 20 до 25 °C (68 до 77 °F).
Однак сама низька точка плавлення не повністю пояснює цю дивовижну особливість ртуті. Багато що відноситься до її атомній структурі і міжатомних сил. У атомів ртуті в металевому кристалічному решітці відсутні регулярні впорядковані позиції, що зазвичай присутній у інших металів. Замість цього, атоми ртуті хаотично розташовані, що дозволяє їм рухатися більш вільно.
Чому ртуть залишається рідкою при звичайних умовах?
На відміну від більшості металів, ртуть залишається рідкою при звичайних умовах температури та тиску.
Це пов'язано з тим, що ртуть має дуже низьку температуру замерзання і високу температуру кипіння. Температура замерзання ртуті становить близько -38,8 градусів Цельсія, а температура кипіння - близько 356,7 градусів Цельсія.
Однією з причин цього є порівняно слабкий зв'язок між атомами ртуті, що забезпечує її високу рухливість на молекулярному рівні. Це дозволяє молекулам ртуті вільно переміщатися один щодо одного і полегшує її перехід з твердого стану в рідкий.
Крім того, ртуть має недостатню силу притягання між молекулами, щоб утворити кристалічну решітку, що збільшує її рухливість і здатність залишатися в рідкому стані за звичайних умов.
Ці особливості роблять ртуть унікальним металом і обумовлюють її широке застосування в різних галузях науки і промисловості.
Хімічні особливості ртуті роблять її рідкою
Низька температура замерзання: Ртуть має дуже низьку температуру замерзання, всього -38,83 градуса Цельсія. Це означає, що при кімнатній температурі (близько 20 градусів Цельсія) ртуть залишається в рідкому стані.
Слабка міжатомна взаємодія: У ртуті атоми слабо взаємодіють один з одним. Це пояснюється особливостями внутрішньої структури ртуті. Внаслідок цього слабкого взаємодії між атомами, ртуть має низьку в'язкість і здатність легко текти.
Відсутність кристалічної решітки: На відміну від багатьох інших металів, ртуть не утворює кристалічну решітку при охолодженні. Це означає, що атоми ртуті не збираються в упорядковані структури, а залишаються провідними незалежними і рухомими частинками.
Висока щільність: Ртуть має одну з найвищих густин серед усіх рідин. Ця властивість робить її особливо зручною для використання в термометрах, барометрах та інших приладах, де потрібна точна вимірювальна рідина.
Всі ці хімічні особливості ртуті пояснюють, чому вона залишається в рідкому стані при звичайних умовах і надає їй унікальні властивості.
Фізичні властивості ртуті дозволяють їй залишатися рідкою
Основні фізичні властивості ртуті, які роблять її рідкою при кімнатній температурі (близько 25°C), включають:
| Температура плавлення: | −38,87°C |
| Температура кипіння: | 356,73°C |
| Щільність: | 13,53 г / см3 |
| Індекс заломлення: | 1,00091 |
Така низька температура плавлення і висока температура кипіння ртуті пояснюються її атомною структурою і слабкими міжатомними силами. На відміну від інших металів, ртуть має низьку температуру плавлення завдяки наявності типового "металевого зв'язування" тільки в одному напрямку. Однак, специфічна Атомна система ртуті дозволяє їй зберігати рідку форму при кімнатних умовах.