ما العوامل التي تؤثر على درجة الانصهار؟

العوامل المؤثرة على درجة الانصهار

يمكن تعريف درجة الانصهار (بالإنجليزية: Melting Point) بأنها درجة الحرارة التي تتحول فيها المادة من إحلاله الصلبة إلى الحالة السائلة، أما عن العوامل المؤثرة عليها فيمكن إجمالها فيما يأتي:^[١]

تكوين الجزيئات

تكون درجة الانصهار أعلى للمادة التي تتراص فيها الجزيئات بإحكام مقارنة بالمواد التي تكون فيها الجزيئات بعيدة عن بعضها البعض؛ فمثلاً لجزيئات النيوبنتان المتراصة نقطة انصهار أعلى من الإيزوبنتان، كما يؤثر حجم الجزيئات أيضاً على نقطة الانصهار؛ إذ تذوب الجزيئات الأصغر عند درجات حرارة أقل من الجزيئات الأكبر حجماً عند تساوي جميع العوامل الأخرى؛ فمثلاً تبلغ درجة انصهار الإيثانول -114.1 درجة مئوية وهو ما يعادل -173.4 درجة فهرنهايت، بينما تبلغ درجة انصهار جزيء الإيثيل السليلوز الأكبر حجماً 151 درجة مئوية/303.8 درجة فهرنهايت.^[٢]

تتكون المواد ذات الجزيئات الكبيرة من هياكل عملاقة تضم العديد من الذرات اللافلزية المرتبطة بالذرات المجاورة لها بواسطة الروابط التساهمية؛ ما يفسر سبب ارتفاع درجة انصهارها مقارنة بالمواد ذات الجزيئات الأصغر حجماً، كما أنّ المواد ذات الروابط التساهمية العملاقة، مثل الماس، والجرافيت، والسيليكا تكون درجات انصهارها مرتفعة للغاية بسبب وجود العديد من الروابط التساهمية القوية التي يجب كسرها قبل انصهار هذه المواد.^[٢]

قوة التجاذب بين الجزيئات

ترتفع درجة الانصهار عند ازدياد قوى التجاذب بين الجزيئات؛ إذ تكون درجات انصهار المركبات الأيونية مرتفعة بسبب القوى الكهروستاتيكية القوية للغاية التي تربط بين الأيونات، أما المركبات العضوية فيؤدي وجود القطبية وخاصة وجود الروابط الهيدروجينية إلى ارتفاع درجة انصهارها، وبشكل عام تكون درجة انصهار المواد القطبية أعلى من درجة انصهار المواد غير القطبية ذات الأحجام المماثلة لها؛ إذ تبلغ درجة انصهار أحادي كلوريد اليود القطبي مثلاً نحو 27 درجة مئوية/80.6 درجة فهرنهايت، بينما وفي المقابل تبلغ درجة انصهار البروم غير القطبي نحو -7.2 درجة مئوية/19.04 درجة فهرنهايت.^[٢]

وجود الشوائب

يسبب وجود الشوائب انخفاض درجة انصهار المادة مقارنة بدرجة حرارة الانصهار الفعلية للمركب النقي، إذ تتكوّن المادة الصلبة من شبكة موحدة ومنظمة، وتتطلب قدراً من درجة الحرارة لتفكيكها للانتقال إلى المرحلة السائلة، أما في حال احتواء المادة على شوائب؛ فإن المادة الصلبة ستتكون من بنية غير منظمة، مما يتطلب طاقة أقل بكثير لتحويلها إلى الحالة السائلة، وهو ما يؤدي إلى خفض درجة الانصهار، أو انصهار المادة على مدى نطاق واسع من درجات الحرارة، وتُعرف هذه الظاهرة باسم "انخفاض نقطة أو درجة الانصهار" (بالإنجليزية: Melting point Depression) وبشكل عام يمكن القول إنه كلما زادت الشوائب في العينة انخفضت درجة الانصهار لهذه المادة.^[٣]

الضغط

يؤدي ازدياد الضغط إلى تقليل درجة انصهار المواد التي يقل حجمها عند الانصهار؛ مثل الثلج، أما بالنسبة للمواد التي يزداد حجمها عند الانصهار فإن زيادة الضغط تؤدي إلى ارتفاع درجة انصهارها؛ كالرصاص مثلاً.^[٤]