Tìm hiểu kim loại nào có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ?

15 kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất: Thủy ngân , Franxi, Cesium, Gali, Rubidi, Kali, Natri, Indi, Lithium, Thiếc, Polonium, Bismuth, Thallium, Cadmium và Chì. Chúng tôi cũng tạo ra một danh sách các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất.

Như vậy có thể thấy răng Thuỷ Ngân là kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất.

Bạn đang xem: Tìm hiểu kim loại nào có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ?

Thủy ngân (水銀, dịch nghĩa Hán-Việt là “nước bạc”) là nguyên tố hóa học có ký hiệu Hg (từ tên tiếng Latinh là Hydrargyrum (/haɪˈdrɑːrdʒərəm/ hy-Drar-jər-əm)) và số nguyên tử 80. Nó có . Là một nguyên tố khối nặng màu bạc, thủy ngân là nguyên tố kim loại duy nhất ở dạng lỏng ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất; yếu tố duy nhất khác là chất lỏng trong các điều kiện này là halogen bromua, mặc dù các kim loại như xêzi, galli và rubidi tan chảy ngay trên nhiệt độ phòng.

Thủy ngân xuất hiện trong các khoáng vật trên toàn thế giới chủ yếu ở dạng chu sa (thủy ngân II sulfide). Các vermillion màu đỏ son có được bằng cách nghiền chu sa tự nhiên hoặc sulfide thủy ngân tổng hợp. Thủy ngân được sử dụng trong nhiệt kế, áp kế, áp suất kế, huyết áp kế, van phao, công tắc thủy ngân, rơle thủy ngân, đèn huỳnh quang và các thiết bị khác, mặc dù những lo ngại về độc tính của nguyên tố này đã dẫn đến nhiệt kế thủy ngân và máy đo huyết áp bị loại bỏ trong môi trường lâm sàng. lựa chọn thay thế bằng rượu hoặc galinstan trong các nhiệt kế thủy tinh và thermistor – hoặc công cụ điện tử hồng ngoại dựa trên.

Tương tự như vậy, đồng hồ đo áp suất cơ học và cảm biến đo biến dạng điện tử đã thay thế máy đo huyết áp thủy ngân. Thủy ngân vẫn được sử dụng trong các ứng dụng nghiên cứu khoa học và trong amalgam để phục hồi răng ở một số địa phương. Nó cũng được sử dụng trong đèn huỳnh quang. Điện truyền qua hơi thủy ngân trong đèn huỳnh quang tạo ra tia cực tím sóng ngắn, sau đó làm cho phosphor trong ống đèn phát huỳnh quang, tạo ra ánh sáng nhìn thấy được. Nhiễm độc thủy ngân có thể xảy ra do tiếp xúc với các dạng thủy ngân tan trong nước (như chloride thủy ngân hoặc methylmercury), do hít phải hơi thủy ngân hoặc ăn bất kỳ dạng thủy ngân nào.

Ứng dụng

Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất,trong kỹ thuật điện và điện tử. Nó cũng được sử dụng trong một số nhiệt kế. Các ứng dụng khác là: Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi). Thiomersal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng trong vaccin và mực xăm (Thimerosal in vaccines).

Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết bị phòng thí nghiệm khác. Là một chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học. Điểm ba trạng thái của thủy ngân, -38,8344 °C, là điểm cố định được sử dụng như nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90). Trong một số đèn điện tử. Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu “đèn huỳnh quang” cho các mục đích quảng cáo.

Màu sắc của các loại đèn này phụ thuộc vào khí nạp vào bóng. Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng.

Các ứng dụng khác: chuyển mạch điện bằng thủy ngân, điện phân với cathode thủy ngân để sản xuất natri hydroxide và clo, các điện cực trong một số dạng thiết bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng.

Viết bởi Brandon trong Luyện kim

Rất nhiều lần người ta cho rằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao. Nhưng bạn có biết rằng kim loại tạo nên một nửa số nguyên tố là chất lỏng ở nhiệt độ phòng? (Chỉ có 2!)

Kim loại có thể có một loạt các điểm nóng chảy, và bạn có thể ngạc nhiên khi biết tất cả các cách mà điểm nóng chảy thấp là hữu ích.

Điểm nóng chảy của vật liệu chủ yếu liên quan đến độ bền của liên kết. Vật liệu có liên kết yếu hơn giữa các nguyên tử sẽ có nhiệt độ nóng chảy thấp. Tuy nhiên, các yếu tố khác – chẳng hạn như cấu trúc tinh thể, trọng lượng nguyên tử và cấu trúc electron – cũng có thể ảnh hưởng đến điểm nóng chảy.

Dưới đây là 15 kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất; hãy tiếp tục đọc và bạn sẽ thấy tất cả những cách mà những kim loại này hữu ích!

15 kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất: Thủy ngân, Franxi, Cesium, Gali, Rubidi, Kali, Natri, Indi, Lithium, Thiếc, Polonium, Bismuth, Thallium, Cadmium và Chì.

Xem thêm : Mg + HNO3 loãng → Mg(NO3)2 + N2+ H2O | Mg + HNO3 ra N2

Chúng tôi cũng tạo ra một danh sách các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất . Hãy xem bài viết này để tìm hiểu thêm !

* Chất lỏng ở nhiệt độ phòng, ** Phóng xạ, *** Theo tính toán DFT.

Đề cương

• Điều gì làm cho một số kim loại có điểm nóng chảy thấp?
• Kim loại điểm nóng chảy thấp
• Tính chất mong muốn của vật liệu có điểm nóng chảy thấp?
• Các ứng dụng phổ biến của kim loại điểm nóng chảy thấp
• Các ứng dụng cụ thể của từng kim loại Ponit nóng chảy thấp
• Lời kết
• Tài liệu tham khảo và Đọc thêm

Điều gì làm cho một số kim loại có điểm nóng chảy thấp?

Câu trả lời đơn giản là: năng lượng liên kết thấp .

Một chất rắn có thể được hình dung như một nhóm các nguyên tử liên kết với nhau dao động qua lại, nhưng thường ở cùng một vị trí.

Dao động của các nguyên tử – động năng của chúng – là cái mà chúng ta thường gọi là “nhiệt độ”. Nhiệt độ cao hơn có nghĩa là các nguyên tử dao động nhanh hơn. Tại một thời điểm nào đó, chúng rung động nhanh đến mức có thể phá vỡ liên kết của chúng và trượt qua nhau.

Mỗi nguyên tử có một dao động khác nhau, vì vậy ngay cả ở trạng thái rắn, một số nguyên tử có thể tạm thời phá vỡ liên kết của chúng và di chuyển qua vật liệu. Hiện tượng này được gọi là “sự khuếch tán”.

“Tan chảy” là khi hầu hết các liên kết bị phá vỡ. Trong chất rắn kết tinh như kim loại, tất cả các liên kết đều có cùng độ dài và độ bền – vì vậy có một điểm chính xác mà hầu như tất cả các nguyên tử đều thu được đủ nhiệt năng để phá vỡ liên kết của chúng. Càng cần nhiều năng lượng để đạt được điểm đó, nhiệt độ nóng chảy càng cao.

Vậy khi nào thì các nguyên tử đạt tới điểm này?

Rõ ràng, yếu tố rõ ràng nhất là độ bền liên kết trực tiếp . Đây là biểu đồ của độ bền liên kết (biểu diễn bằng entanpi của sự hình thành) so với điểm nóng chảy.

Bây giờ, có một số đặc tính khác ảnh hưởng đến điểm nóng chảy, nhưng sẽ không được xem xét trong entanpi của sự hình thành hoặc năng lượng phân ly liên kết. Ví dụ: có bao nhiêu liên kết bao quanh nguyên tử?

Nói chung, chúng tôi cho rằng hầu hết các hiệu ứng từ liên kết là kết quả của các nguyên tử lân cận gần nhất, hoặc các nguyên tử trực tiếp “chạm” vào nó. (Mặc dù cũng có tác động từ các nguyên tử gần đó – ví dụ, nếu bạn tạo ra các hạt nano chỉ với một vài nguyên tử hoàn toàn, các liên kết sẽ ít hơn bình thường và hạt nano sẽ có điểm nóng chảy thấp hơn so với vật liệu dạng khối).

Cấu trúc tinh thể của một phần tử xác định độ dài liên kết và số lượng lân cận gần nhất (còn được gọi là “số phối trí”). Điều này ảnh hưởng đến độ bền liên kết theo cách không bị thu giữ bởi năng lượng phân ly liên kết, mà được phản ánh ở điểm nóng chảy.

Đó là lý do tại sao các nguyên tố có điểm nóng chảy cao có xu hướng có cấu trúc tinh thể với độ đóng gói cao: FCC, HCP hoặc BCC. Mặt khác, các nguyên tố có điểm nóng chảy thấp có xu hướng có cấu trúc tinh thể với sự đóng gói thấp hơn.

Tất nhiên, vẫn có những kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp với cấu trúc tinh thể FCC, HCP hoặc BCC, vì đây là những cấu trúc ổn định nhất.

Hợp kim điểm nóng chảy thấp

Mặc dù không có hợp kim nào có điểm nóng chảy đặc biệt cao, bởi vì hợp kim dẫn đến nhiệt độ nóng chảy thấp hơn một trong hai nguyên tố riêng lẻ, có nhiều hợp kim hữu ích với điểm nóng chảy thấp, chẳng hạn như chất hàn, hợp kim dễ chảy và hỗn hống.

Khi kết hợp hai yếu tố, một điểm cực kỳ chung được gọi là điểm eutectic. Điểm eutectic có một vài đặc tính gọn gàng nhưng điều quan trọng là nó có nhiệt độ nóng chảy thấp.

Xem thêm : Oxalate

Đây là biểu đồ về điểm nóng chảy của hợp kim chì và thiếc: bạn có thể thấy rằng điểm nóng chảy thấp nhất là khoảng 75% thiếc và 25% chì. Đây là điểm eutectic đối với hợp kim nhị phân chì-thiếc.

Tất nhiên, bạn có thể có một hợp kim với nhiều hơn 2 nguyên tố cơ bản. Tùy thuộc vào hệ thống hợp kim, có thể có nhiều điểm eutectic (điều này rất khó hình dung, vì bạn sẽ cần nhiều hơn 2 kích thước để vẽ nó).

Hợp kim dễ chảy là hợp kim được thiết kế có chủ đích để có nhiệt độ nóng chảy thấp. Chúng thường được cấu tạo chủ yếu bởi Bi, Pb và Sn.

Thành phần hóa học được trình bày theo phần trăm khối lượng (% trọng lượng)

Người lính có thể được coi là một tập hợp con của các hợp kim nóng chảy. Tôi sẽ mở rộng thêm về anh ấy trong tiểu mục ứng dụng, nhưng chất hàn được sử dụng để nối các vật liệu lại với nhau – hơi giống như hàn tinh vi. Trong quá khứ, các chất hàn được làm từ chì , nhưng khi các nhà khoa học phát hiện ra rằng chì là một mối nguy hiểm cho sức khỏe, các chất hàn không chì (thường sử dụng bismuth, indium và / hoặc thiếc) đã thay thế phần lớn các chất hàn có chì.

Hỗn hống là một loại hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp độc hại khác. Hỗn hống là (là) hợp kim dựa trên thủy ngân được sử dụng trong nha khoa. Hiện nay chúng rất hiếm, mặc dù một số hợp kim dựa trên thủy ngân được sử dụng trong các quá trình hóa học.

Tính chất mong muốn của vật liệu có điểm nóng chảy thấp?

Tất nhiên, các kim loại có điểm nóng chảy thấp có thể được sử dụng giống như các kim loại khác trong các trường hợp mà điểm nóng chảy không quan trọng, vì vậy các tính chất thông thường như độ bền, độ dẻo, độ dẫn điện, v.v. sẽ hữu ích tùy thuộc vào ứng dụng.

Nhưng nếu bạn đang chọn một kim loại đặc biệt vì nó có nhiệt độ nóng chảy thấp, có thể có một số đặc tính liên quan mà bạn cũng muốn:Enthalpy of FusionThay đổi âm lượngDẫn nhiệtChu kỳ ổn địnhNhiệt dungĐộc tínhKhả năng thấm ướtSự khuếch tánChống ăn mòn và oxy hóaTính dễ cháyPhóng xạ

Các ứng dụng phổ biến của kim loại điểm nóng chảy thấp

Các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp có thể có giá trị vì nhiều lý do: chúng rẻ để gia công (vì chi phí lớn trong quá trình xử lý thường là nhiệt), chúng có thể được sử dụng để nấu chảy và nối các vật lại với nhau (hàn), chúng có thể được sử dụng như một van an toàn nhiệt độ (nếu cầu chì nóng và tan chảy, nó sẽ tắt máy), chúng thường có độ khuếch tán cao có thể làm cho chúng trở nên lý tưởng để đóng gáy trong in 3D và chúng hữu ích cho các ứng dụng yêu cầu kim loại lỏng, vì chúng cần ít năng lượng hơn để trở thành chất lỏng.

Chất hàn là cách sử dụng phổ biến nhất cho các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp và bạn có thể coi chất hàn là một tập hợp con của các hợp kim nóng chảy. Lính được sử dụng đặc biệt để nối các vật lại với nhau – tương tự như súng bắn keo nóng. Lính được sử dụng trong đồ trang sức (vì kim loại trông giống nhau) và trong bảng mạch (để bảo vệ độ dẫn điện). Những người lính cũng có thể được sử dụng trong một cửa hàng máy móc để tạm thời “dán” một chi tiết khó xử lý vào vị trí trong khi làm việc trên nó. Ngày nay, vật hàn thường được làm bằng bitmut, indium và thiếc, nhưng chì được sử dụng là thành phần chính trong thuốc hàn.

Thiết bị an toàn là một cách sử dụng phổ biến khác cho các hợp kim nóng chảy thấp. Các thiết bị như vòi phun nước chữa cháy, nồi hơi và bình chịu áp suất được gia nhiệt có thể có phích cắm làm bằng hợp kim dễ chảy. Phích cắm này sẽ nóng chảy ở một nhiệt độ nhất định, làm giảm áp suất nguy hiểm hoặc kích hoạt hệ thống phun nước ngay cả khi không có điện. Những phích cắm an toàn này rất đáng tin cậy vì chúng sẽ không bị ảnh hưởng khi mất điện hoặc hỏng hóc cơ học, nhưng chúng cũng chỉ sử dụng một lần. (Chà, hy vọng chúng sẽ được sử dụng không thời gian). Các thiết bị an toàn thường được làm bằng gali và indium.

Liên kết là việc sử dụng cho các hợp kim có độ nóng chảy thấp phụ thuộc vào khả năng thấm ướt tốt. Nếu kim loại có thể bị hóa lỏng ở nhiệt độ thấp trong khi các bộ phận khác vẫn ở trạng thái rắn thì kim loại sẽ liên kết các bộ phận khác lại với nhau khi nguội. Liên kết tương tự như hàn, nhưng thuật ngữ “liên kết” thường được sử dụng khi bạn xem xét liên kết trên một diện tích bề mặt lớn, trong khi vật hàn thường có hình dạng như một sợi dây và được nấu chảy tại các điểm được chọn.

Lớp phủ là một cách để bảo vệ vật liệu này với vật liệu khác. Ví dụ, thép rất bền và có tính chất cơ học tuyệt vời, nhưng tính chất ăn mòn kém. Mặc dù điển hình là phủ thép bằng kẽm (thép mạ kẽm) hoặc sơn, các hợp kim nóng chảy thấp làm từ các nguyên tố như thiếc và gali cũng có thể được sử dụng làm lớp phủ chống ăn mòn cho các kim loại kết cấu.

Các ứng dụng cụ thể của từng kim loại có điểm nóng chảy thấp

Dưới đây là danh sách các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp và ứng dụng của chúng:thủy ngânFranciumCesiumGaliRubidiKaliNatriIndiumLithiumTinPoloniumBismuthThalliumCadmiumChỉ huy

Lời kết

Nhiều người nghĩ rằng hợp kim có điểm nóng chảy cao hữu ích hơn hợp kim có điểm nóng chảy thấp, nhưng tôi hy vọng bây giờ bạn biết không phải như vậy!

Kim loại có điểm nóng chảy thấp cực kỳ hữu ích vì nhiều lý do, mặc dù chúng cũng có xu hướng độc hại hoặc phóng xạ đáng tiếc. Các nguyên tố kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp có xu hướng có cấu trúc tinh thể không chặt chẽ, cũng như năng lượng liên kết thấp.

Nguồn: https://vnedulink.edu.vn
Danh mục: Giáo Dục