Die meisten Elemente des Periodensystems sind Feststoffe, einige sind Gase und es gibt nur zwei flüssige Elemente bei Raumtemperatur und Druck. Zwischen Raumtemperatur und Körpertemperatur existieren insgesamt sechs flüssige Elemente.
Flüssige Elemente bei 25 ° C
Raumtemperatur wird lose als Temperatur zwischen 20 ° C oder 25 ° C definiert . Die beiden flüssigen Elemente bei Raumtemperatur sind Quecksilber (Symbol Hg und Ordnungszahl 80) und Brom (Symbol Br und Ordnungszahl 35).
Quecksilber ist das einzige Metall, das bei Raumtemperatur flüssig ist. Es ist ein glänzendes Silbermetall mit einem Schmelzpunkt von 234,3210 K (–38,8290 ° C, –37,8922 ° F) und einem Siedepunkt von 629,88 K (356,73 ° C, 674,11 ° F). Der Grund, warum Quecksilber eine Flüssigkeit ist, liegt in relativistischen Effekten. Grundsätzlich bewegen sich die S-Shell-Elektronen so schnell um den Atomkern, dass sie sich so verhalten, als wären sie massereicher als sich langsamer bewegende Elektronen. Infolgedessen binden Quecksilberatome schwach aneinander und werden leicht auseinander getrieben, wenn die Temperatur steigt und die kinetische Energie zunimmt.
Brom ist das einzige nichtmetallische Element im Periodensystem, das eine Flüssigkeit nahe Raumtemperatur ist. Brom ist ein Halogen, das als rotbraune Flüssigkeit wie das zweiatomige Molekül Br2 vorkommt. Sein Schmelzpunkt beträgt 265,8 K (–7,2 ° C, 19 ° F), während sein Siedepunkt 332,0 K (58,8 ° C, 137,8 ° F) beträgt. Brom ist eine Flüssigkeit, weil seine äußeren Elektronen von seinem Kern entfernt sind. So können Bromatome leicht durch intermolekulare Kräfte beeinflusst werden, wodurch das Element bei Raumtemperatur eher flüssig als fest wird.
Elemente, die flüssig sind 25 ° C-40 ° C
Bei geringfügig Bei wärmeren Temperaturen sind vier zusätzliche Elemente Flüssigkeiten, wodurch sich die Gesamtzahl der Elemente, die bei normalen Temperaturen Flüssigkeiten sind, auf sechs erhöht. In der Reihenfolge der Erhöhung des Schmelzpunkts sind diese Elemente:
- Quecksilber (234,32 K)
- Brom (265,8 K)
- Francium (~ 300 K. )
- Cäsium (301,59 K)
- Gallium (303,3 K)
- Rubidium (312,46 K)
Quecksilber, Francium, Cäsium, Gallium und Rubidium sind Metalle. Brom ist ein Nichtmetall (Halogen).
Francium ist das elektropositivste der Elemente. Der Schmelzpunkt ist bekannt, aber es ist so wenig von dem Element vorhanden, dass es unwahrscheinlich ist, dass bald ein Foto des Metalls in flüssigem Zustand aufgenommen wird.
Cäsium ist ein weiches reaktives Metall. Wie Francium hat es eine hohe Elektropositivität oder niedrige Elektronegativität. Der Grund, warum Cäsium und Francium weich sind und niedrige Schmelzpunkte haben, liegt in der Größe ihrer Atome, was bedeutet, dass die äußere Elektronenhülle weit vom Atomkern entfernt ist. Obwohl Cäsium nicht die höchste Ordnungszahl eines Elements aufweist, sind seine Atome die größten.
Gallium ist ein graues Metall, das Sie durch Körperwärme in Ihrer Handfläche schmelzen können. Das Element wird als Ersatz für Quecksilber bei der Demonstration der Chemie des „schlagenden Herzens“ verwendet. Löffel aus Gallium biegen sich, wenn sie gehalten werden, und schmelzen in heißen Flüssigkeiten.
Rubidium ist ein weiches, silberfarbenes Metall reaktiv und entzündet sich spontan an der Luft unter Bildung von Rubidiumoxid. Wie Cäsium (und vermutlich Francium) reagiert Rubidium heftig mit Wasser.
Mehr flüssige Elemente
Technisch gesehen kann jedes Element eine Flüssigkeit sein Der Punkt, an dem sich ein Element von einem Feststoff oder Gas zu einer Flüssigkeit ändert, hängt von seinem Phasendiagramm ab. Das Phasendiagramm zeigt den Zustand der Materie basierend auf Temperatur und Druck. Eine Erhöhung der Temperatur ist eine Möglichkeit, einen Feststoff in seine Flüssigkeit zu schmelzen Das Steuern des Drucks funktioniert auch. Beispielsweise wird das Halogenchlor bei Raumtemperatur bei erhöhtem Druck zu einer Flüssigkeit. Wissenschaftler glauben, dass Copernicium und möglicherweise Flerovium bei Raumtemperatur und Druck Flüssigkeiten sein können, aber es wurden zu wenige Atome produziert, um die Vorhersage zu überprüfen / p>