Esta é unha boa pregunta. Desafortunadamente, hai varios criterios polos que os produtos químicos identifican se un proceso de fusión ou non. Un deles é o chamado criterio de Lindemann que di:
“Os cristais son considerados para derreter, cando a amplitude de vibración convértese na metade da separación interatómica na rede cristalina”. Que significa isto? Normalmente, a temperaturas superiores a 0 ° K, os átomos teñen enerxía cinética. De feito, a temperatura é unha medida da enerxía cinética dos átomos que a constitúe. A enerxía cinética dun átomo está relacionada coa temperatura como:
$$ \ texto {kinetic energy} = \ frac {3} {2} k \ texto {t} $$
onde $ k $ é un Constante constante chamada de Boltzmann, cun valor de $ 1.38 × 10 ^ {- 23} \ texto {j / mol} $. Os átomos nun sólido caracterízanse pola súa fixación que me refiro ás posicións. Só tes que vibrar dentro dun determinado límite ao redor deles. Xa que teñen a enerxía cinética (e velocidade), tenden a saír na súa situación actual, pero as forzas repulsivas dos demais átomos volven á súa posición orixinal. Deste xeito, podes considerar a posibilidade de enlaces atómicos como “pequenas resortes”.
na medida en que o átomo se despraza do propio Media da ubicación da chamada á amplitude de vibración. A medida que aumentamos a temperatura, os átomos terán máis velocidade e, en consecuencia, poden desprazarse aínda máis da posición media. Lindemann define a temperatura de fusión como a temperatura á que a amplitude é convertida en metade do espazo entre dous átomos de cristal adxacentes. Con todo, outro dos criterios para definir o punto de fusión é o que nace dos criterios que di:
“Os cristais son considerados para derreter, cando o módulo de corte achégase a cero”
pode preguntarse, que é este módulo de corte? En realidade, é unha medida da cantidade de tensión tangencial dun obxecto sólido que pode manipular e a tensión tangencial causada por ela. As forzas tanxenciales dun obxecto son as forzas que actúan en paralelo á superficie do obxecto, de aí o nome. Vexa a foto de abaixo que mostra unha forza tangencial aplicada nun obxecto orixinalmente cubiado:
Estrés tangencial (ou corte) está definido como:
$$ \ sigma _ shear} = \ frac {f_ {Shear}} {a} $$
onde $ f_ {Shear} $ é o tangencial (cisallamento) de forza e $ a $ denota a área de a superficie en cuestión.
Tendo en conta a imaxe anterior, a cisallamento de tensión podería ser definida como: $$ \ epsilon {Shear} = \ frac {\ delta x} {h} $$
Non hai solteira Proporalidade entre a tensión aplicada ea deformación producida e está dada por:
$$ \ frac {\ sigma} {\ epsilon}} = s $$
onde $ S $ chámase módulo de corte. É unha constante para un material dado e a unha determinada temperatura.
Nun sentido físico, os líquidos son considerados como substancias que non poden soportar a tensión tangencial. Cando unha tangencial aplica unha tensión, os líquidos simplemente continúan aumentando a tensión, mesmo en pequenas tensións. Isto é unha forma útil de ter en conta cando un sólido derrete, cando o seu módulo de corte faise cero!
Agora, imos considerar como debemos considerar a fusión dos diferentes exemplos que pediu:
Diamante: o diamante ten unha estrutura de bonos covalentes arranxados tetraédricos en cada carbono. Cada bonificación ten a función de bonos de lonxitude. A aplicación da condición de Lindemann aquí sería considerada conveniente, polo que o punto de fusión é onde as vibracións dos átomos de carbono son a metade dos $ C-C} $ Bonds. En definitiva, algúns dos $ {CC} $ que romperían e a mestura derretida estaría composta principalmente por diferentes tamaños, que permiten a libre circulación entre eles.
Grafito: Mentres cada capa de grafito só se adhire á outra capa por Forzas de Van der Waals, cada capa (chamada Graphene), é unha gran molécula. Podes considerar a posibilidade dun líquido como unha gran cantidade de pequenas moléculas, polo que o grafeno claramente non parece. Para fusionar, tería que romper algúns dos bonos de $ C-C para que poidamos producir pequenas moléculas que poden moverse libremente. Aplicamos a condición de Lindemann neste caso. A mestura de fundición sería similar á do diamante.
Os polímeros ramificados: recordo como me dixen que consideraren líquidos como pequenas moléculas que poden moverse libremente de deslizarse xuntos? Consideramos o mesmo por aquí.A rama dos títulos é relativamente máis débil que o resto dos títulos do polímero, e estes son aqueles que se rompen cando se quentan. En canto a rupturas de bonos da materia, usamos a condición de Lindemann. Mentres os polímeros non abertos son grandes moléculas, son suficientemente pequenas como para exhibir carácter líquido a alta temperatura necesario para romper os aminoácidos dos títulos. A mestura de fundición consistiría na recta da cadea de polímeros en formas radicais.