Преглед на кодот на Точка на топење

[[Податотека:Melting ice thermometer.jpg|мини|Коцките мраз ставени во вода ќе почнат да се топат кога ќе достигнат точка на топење од 0 ° С]]
'''Точка на топење''' — [[температура]]та на која [[супстанца]] ја менува состојбата од [[цврста состојба на материјата|цврста]] во [[течност|течна]] при [[атмосферски притисок]]. При точката на топење цврстата и течната фаза егзистираат во еквилибриум. Точката на топење на супстанците зависи од притисокот кои вообичаено е определен како [[Стандарден пристисок|стандарден]]. Кога се разгледува температурата на која течноста се менува во цврст облик, таа се нарекува како '''точка на мрзнење''' или точка на кристализација. Затоа што некои супстанци имаат способност да бидат суперстудени, точката на мрзнење не се смета како карактеристично својство на супстанцата. Кога  „карактеристичната точка на мрзнење“
на супстанцата е определена, всушност актуелната методологија е секогаш „принцип на губење повеќе од замразување“, тоа е [[#Точка на топење|точка на топење]].<ref>{{Наведено списание |url= http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/26/1/57.pdf |title= A new method of freezing-point determination for small quantities |author= Ramsay, J. A. |journal= [[J. Exp. Biol.]] |year= 1949 |volume= 26 |issue= 1 |pages= 57–64 |pmid= 15406812}}</ref> 
          
==Примери==
За најголем број супстанци, точката на топење и точката на мрзнење се приближно еднакви. На пример, точката на топење  ''и'' точката на мрзење на [[жива]] е 234,32 [[келвин]]и (−38,83&nbsp;°C).<ref>[[#Haynes|Haynes]], p. 4.122.</ref> Како и да е,некои супстанци поседуваат различни цврсто-течни транзициони температури. На пример,[[агар]]се топи на 85&nbsp;°C (185&nbsp;°F),а се сцврстнува од 31&nbsp;°C to 40&nbsp;°C (89.6&nbsp;°F to 104&nbsp;°F); оваа зависност е позната како [[хистереза]].

Точката на топење на мраз при притисок од 1 атмосфера е многу блиску <ref>The melting point of purified water has been measured as 0.002519 ± 0,000002 °C, see {{Наведено списание|author = Feistel, R. and Wagner, W. |year = 2006
|title = A New Equation of State for H<sub>2</sub>O Ice Ih
|journal = J. Phys. Chem. Ref. Data|volume = 35|issue = 2
|pages = 1021–1047
|doi = 10.1063/1.2183324|bibcode = 2006JPCRD..35.1021F }}
</ref> to 0&nbsp;°C (32&nbsp;°F, 273.15&nbsp;K);тоа е исто така познато како '''точка на мраз'''. Во присуство на јадрени супстанции точката на мрзење на вода е исто како точката на топење,но во отсуство на нуклатори водата може да биде суперстудена до −42&nbsp;°C (−43.6&nbsp;°F, 231&nbsp;K) пред да се замрзне.

[[Хемискиот елемент]] со највиска точка на топење е [[волфрам]], на 3687 К(3414&nbsp;°C, 6177&nbsp;°F)<ref>[Haynes, p. 4.123.</ref> што го прави одличен за употреба. Често споменуваниот [[јаглерод]] не се топи при нормален притисок, но [[сублимација|сублимира]] на околу 4000&nbsp;K; во течна фаза егзистира само при притисок 10&nbsp;[[паскал (единица)|MPa]] и 4300–4700&nbsp;K. Тантал хафниум карбидот (Ta<sub>4</sub>HfC<sub>5</sub>) е рефракторометриско соединение со многу висока точка на топење од 4215&nbsp;K (3942&nbsp;°C, 7128&nbsp;°F).<ref>{{Наведено списание|title=Researches on Systems with Carbides at High Melting Point and Contributions to the Problem of Carbon Fusion|journal=Z. Tech. Physik|author=Agte, C., and Alterthum, H.| volume= 11|year= 1930|pages=182–191}}</ref> На другата страна од скалата, [[хелиумот]] не се замрзнува при нормален притисок, дури при температури блиски до [[апсолутна нула]]. За негово замрзнување потребен е притисок 20 пати поголем од нормалниот атмосферски притисок.

{| class="wikitable sortable collapsible"
! colspan=4 |Позастапени супстанции
|-
!Супстанција
! data-sort-type="number" | [[Густина]] {{nowrap|1=({{nobold|1={{sfrac|[[грам|г]]|[[кубен сантиметар|см<sup>3</sup>]]}}}})}}
! data-sort-type="number" | Топење {{nowrap|1=({{nobold|[[келвин|K]]}})}}  <ref>{{наведено списание|last1=Holman|first1=S. W.|last2=Lawrence|first2=R. R.|last3=Barr|first3=L.|title=Melting Points of Aluminum, Silver, Gold, Copper, and Platinum|journal=Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences|date=1 January 1895|volume=31|pages=218–233|doi=10.2307/20020628|jstor=20020628}}</ref> 
! data-sort-type="number" | [[Точка на вриење|Вриење]] {{nowrap|1=({{nobold|K}})}}
|-
| [[Вода]] (при [[стандарден притосок|СП]]) || 1 || {{convert|0|C|K|disp=number}} || {{convert|100|C|K|disp=number}}
|-
| [[Лем]] (Pb60Sn40) ||   || {{convert|183|C|K|disp=number}} || 
|-
| [[Кокосов путер]] || || {{convert|34.1|C|K|disp=number}} || -
|-
| [[Парафин]] || 0.9 || {{convert|37|C|K|disp=number}} || {{convert|370|C|K|disp=number}}
|-
| [[Водород]] || 0.00008988 || {{sort|0014|14.01}} || 20.28
|-
| [[Хелиум]] || 0.0001785 || {{sort|0.1|—}} || 4.22
|-
| [[Берилиум]] || 1.85 || {{sort|1560|1560}} || 2742
|-
| [[Јаглерод]] || 2.267 || {{sort|0.1|—}}<ref name=rsc/> || 4000<ref name=rsc>{{нмс|url=https://www.rsc.org/periodic-table/element/6/carbon|title=Carbon|website=rsc.org}}</ref>
|-
| [[Азот]] || 0.0012506 || {{sort|0063|63.15}} || 77.36
|-
| [[Кислород]] || 0.001429 || {{sort|0054|54.36}} || 90.20
|-
| [[Натриум]] || 0.971 || {{sort|0371|370.87}} || 1156
|-
| [[Магнезиум]] || 1.738 || {{sort|0923|923}} || 1363
|-
| [[Алуминиум]] || 2.698 || {{sort|0933.5|933.47}} || 2792
|-
| [[Сулфур]] || 2.067 || {{sort|0388.4|388.36}} || 717.87
|-
| [[Хлор]] || 0.003214 || {{sort|0171.6|171.6}} || 239.11
|-
| [[Калиум]] || 0.862 || {{sort|0336.5|336.53}} || 1032
|-
| [[Титан (елемент)|Титан]] || 4.54 || {{sort|1941|1941}} || 3560
|-
| [[Железо]] || 7.874 || {{sort|1811|1811}} || 3134
|-
| [[Никел]] || 8.912 || {{sort|1728|1728}} || 3186
|-
| [[Бакар]] || 8.96 || 1357.77 || 2835
|-
| [[Цинк]] || 7.134 || {{sort|0693|692.88}} || 1180
|-
| [[Галиум]] || 5.907 || {{sort|0302.9|302.9146}} || 2673
|-
| [[Сребро]] || 10.501 || 1234.93 || 2435
|-
| [[Кадмиум]] || 8.69 || {{sort|0594.22|594.22}} || 1040
|-
| [[Индиум]] || 7.31 || {{sort|0429.75|429.75}} || 2345
|-
| [[Јод]] || 4.93 || {{sort|0386.85|386.85}} || 457.4
|-
| [[Тантал]] || 16.654 || 3290 || 5731
|-
| [[Волфрам]] || 19.25 || 3695 || 5828
|-
| [[Платина]] || 21.46 || 2041.4 || 4098
|-
| [[Злато]] || 19.282 || 1337.33 || 3129
|-
| [[Жива]] || 13.5336 || {{sort|0234.43|234.43}} || 629.88
|-
| [[Олово]] ||  11.342 || {{sort|0600.61|600.61}} || 2022
|-
| [[Бизмут]] || 9.807 || {{sort|0544.7|544.7}} || 1837
|-
|- class="sortbottom"
| colspan=13 |<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
Белешки<!-- Footnotes are defined here -->
<div class="mw-collapsible-content">{{белешки|group=upper-roman|refs=
:Хелиумот не се стврднува под притосок од една атмосфера, туку само над 25 атмосфери, што значи точката на топење му е апсолутна нула.}}
:Z е стандарден симбол за [[атомски број]]; C е стандарден симбол за [[топлински капацитет]]; χ е стандарден симбол за [[електронегативност]] на Полинговата скала.}}
:Јаглеродот не се топи на ниедна температура под стандарден притисок, туку сублимира при околу 4.100 келвини}}
}}</div></div>
|}

==Мерење на точка на топење==
[[File:Koflerbank.jpg|thumb|Кофлерова направа со примероци за баждарење]]
Многу [[лабораториски техники]] постојат за одредување за точката на топење.
[[Kofler bench]] е метална трака со облежани температури (од собна температура до 300&nbsp;°C). Било која супстанца која ќе се стави на делот од траката се однесува согласно со температурата која што е ставена.[[Differential scanning calorimetry]]дава за информација за точка на топење заедно со неговата [[енталпија на соединување]]. 
 
[[File:Krüss M5000.jpg|thumb|Automatic digital melting point meter]]
Основниот апарат за мерење на точка на топење на кристалните супстанци се состои од [[маслена бања]] со транспаренто прозорче
(најчест дизајн:  [[Тијаловата туба]]). Неколку зрнца на цврстата супстанца се става во тенка стаклена туба и делумно се потпува во маслената бања. Маслената бања се загрева со мешање и со помош на додаден извор на светлина и топењето на поединечни кристали може да се приметат при одредена температура. Кај големо/мали дадатоци, пробата може да се смести во блокот за загревање и оптичката детекција е автоматска.
Мерењето може исто така да се направи континуиарно со оперативен процес. На пример, рафинериите за масло ја мерат точката на мрзнење на дизелот онлајн,што значи дека пробата се зема од процесот на добивање и се мери автоматски. Ова значи дека за почестите мерења на пробите немора да се земаат рачно и да се собираат за лабораторија.

==Термодинамика==
[[File:Melting curve of water.svg|thumb|right|Pressure dependence of water melting point]]Не само загревање е потребно да ја покачи температурата на цврстите супстанци до точката на топење,но топењето само по себе бара топлина која се нарекува [[топлина на соединување]].
Од термодинамична гледна точка, точката на топење во [[Гипсова слободна енергија]] (ΔG) на материјалот е нула,но [[енталпијата]] (''H'') и [[ентрпијата]] (''S'') на материјалот е растечка (ΔH, ΔS > 0). Феноменот на топење се случува кога Гипсовата слободна енергија на течноста ќе стане пониска од таа на цврстиот облик на материјалот.При различни притисоци ова се случува на специфични температури.Ова исто така може да биде претставено како:

: <math>\Delta S = \frac {\Delta H} {T}</math>

Каде што ''T'', ''ΔS'' и ''ΔH'' се соодветни температури на точка на топење, промена на [[енторпијата]] при топењето и промена на  [[енталпија]] при топењето.

Точката на топење е осетлива при екстремно големи промени во  [[притисокот]].Ако,во најчест број разгледувани случаи се во цврста состојба отколку во течна, точката на топење ќе се зголемува со зголемувањето на притисокот. Поинаку кажано и со спротивното однесување ќе се забележи соодветно.Забележан е случајот со водата која е графички илустирана на десно,но исто така и Si, Ge, Ga, Bi. При екстемно големи промени во притисокот,се забележуваат и екстремно големи промени и во точката на топење. На пример, точката на топење на силициум при нормален притисок (0.1 MPa)е 1415&nbsp;°C, но при притисок од  10 GPa  таа се намалува на  1000&nbsp;°C.<ref>Tonkov, E. Yu. and Ponyatovsky, E. G. (2005) ''Phase Transformations of Elements Under High Pressure'', CRC Press, Boca Raton, p. 98 ISBN 0-8493-3367-9</ref>

Точката на топење најчесто се употребува за каракгеризација на органски и неоргански соединенија и за да одреди нивната [[чистота]]. Точката на топење на чистите супстанци е секогаш повисока и има помал ранг од точката на топење на онечистена супстанца.Што е поголемо количеството на други компоненти точката на топење е пониска со поширок ранг на точка на топење.Температурата на која што почнува топењето е позната како "solidus"  додека температурата на која што топењето е комплетно се вика "liquidus". Еутектички смеси се специјални типови на микстури коишто се однесуваат како едната фаза.Тие се топат на константна температура и формираат течност на истото соединение.Алтернативно, со ладење на течностите кај еутектичките композиции ќе се сцврснат како униформни дисперзии, малечки мешани кристали од истото соединение.

Наспроти кристалните супстанци,[[стаклените]]не поседуваат точка на топење;
кога се загреваат тие преидуваат во мека [[стаклена транзиција]] и после преминуваат во [[вискозна течност]].
Ако продолжи загревањето,тие постапно омекнуваат коишто се одликува со [[точка на омекнување]].

==Намалување на точка на мрзнење==
{{Главна|Freezing-point depression}}
Точката на мрзнење на [[раствор]] се намалува кога ќе и се додаде друго соединение, што значи дека [[растворот]]има пониска точка на мрзнење отколку чистиот растворувач. Овој фонемен се користи во технички апликации за да се избегне смрзнувањето, на пример со додавање на сол или етилен гликол во вода.

==Карнеловиот закон==
Во [[органската хемија]] '''Карнеловиот закон''', потврден во 1882 од Томас Карнели, стои дека ''високата [[молекуларна симетрија]] е поврзана со високата точка на топење''.<ref>{{Наведено списание |title= Melting Point and Molecular Symmetry |journal= Journal of Chemical Education |page= 724 |volume= 77 |issue= 6 |year= 2000 |doi= 10.1021/ed077p724 |author=Brown, R. J. C. & R. F. C.|bibcode = 2000JChEd..77..724B }}</ref> Карнели го базирал неговиот закон на исптувања на 15,000 хемиски супстанци,На пример, за три [[структурни изомери]] со [[молекуларна формула]] C<sub>5</sub>H<sub>12</sub> точката на топење расте во сериите [[изопентан]] −160&nbsp;°C (113 K) [[n-пентан]] −129.8&nbsp;°C (143 K) and [[неопентан]] −16.4&nbsp;°C (256.8 K).<ref>[[#Haynes|Haynes]], pp. 6.153–155.</ref> Исто така и кај  [[кслиените]] и [[дихлоробензените]]точката на топење расте по редослед метаорто и потоа пара.  [[Пиридин]]от има помала симетрија од  [[бензените]] и соодветно пониска точка на топење, но точката на топење повторно се зголемува кај [[диазин]]ите и [[триазин]]ите. Многу циклични соединенија како [[адамантан]] и [[кубан]] со висока симетрија имаат релативно висока точка на топење.

Високата точка на топење резултира од високата [[топлина на соединување]] и ниска [[ентропија на соединување]] или комбинација од дветте. Во високо симтеричните молекули кирсталната фаза е густо спакувана со доволен број меѓумолекулски интеркации и висока енталпија која ја менува топењето

==Предвидување на точка на топење на супстанци==
Како додадок на предвидувањето на точката на топење на кристалните материјали првпат е поставено во 1910 од [[Frederick Lindemann]]<ref name="Lindemann1910">{{Наведено списание |author=Lindemann FA |title=The calculation of molecular vibration frequencies |journal=Physik. Z. |volume=11 |year=1910 |pages=609–612 |authorlink=Frederick Lindemann}}</ref> Идејата позади теоријата беше да се набљудуваат средните амплитуди од термалните вибрации коишто се зголемуваат со зголемувањето на температурата. Топењето почнува кога амплитудата на вибарацијата станува доволно голема да ги одвои атомите во истиот простор. Во '''Лидеманиовиот критериум''' стои дека топењето е очекувано кога коренот на амплитудата на вибарцијата ја надмниува долната граница.

Предпоставувајќи дека сите атоми во кристалот вибрираат со иста фрекфренција ''ν'', и средната топлинска енергија може да се предтави со равенката[[equipartition theorem]] as<ref name=Sorkin>Sorkin, S., (2003),  [http://phycomp.technion.ac.il/~phsorkin/thesis/thesis.html Point defects, lattice structure, and melting] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20161005221157/http://phycomp.technion.ac.il/~phsorkin/thesis/thesis.html |date=2016-10-05 }}, Thesis, Technion, Israel.</ref>
:<math>E = 4\pi^2 m \nu^2~u^2 = k_B T</math>

''m'' - [[атомска маса]], ''ν'' - [[фрекфренција]], ''u'' средна вибрациона амплитуда, k<sub>B</sub> - [[Boltzmann constant]], и ''T'' - [[апсолутна температура]]. Кога граничната вредност  ''u<sup>2</sup>'' е ''c<sup>2</sup>a<sup>2</sup>'' каде ''c'' е [[Линдеманова константа]] и''a'' е [[атомски пристор]], тогаш точката на топење може да се претстави како

:<math> T_m = \cfrac{4\pi^2 m \nu^2 c^2 a^2}{k_B}</math>

Други често употребувани равенки од Линдеманиовиот кретериум се  is<ref name=Hofmann>{{Наведена книга|author=Philip Hofmann|title=Solid state physics: an introduction|url=http://books.google.com/books?id=XfIpxi4kcM4C&pg=PA67|accessdate=13 March 2011|year=2008|publisher=Wiley-VCH|isbn=978-3-527-40861-0|page=67|archive-date=2015-03-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20150321072209/http://books.google.com/books?id=XfIpxi4kcM4C&pg=PA67|url-status=dead}}</ref>

:<math>T_m = \cfrac{m \nu^2 c^2 a^2}{k_B}</math>

Од равенксата за  [[Debye фрекфренција]] за''ν'', ние имаме

:<math>T_m = \cfrac{2\pi m c^2 a^2 \theta_D^2 k_B}{h^2}</math>

каде θ<sub>D</sub> е[[Debye температура]] и ''h'' е [[Планкова константа]]. Вредноста ''c'' се движи во ранг од 0.15-0.3 за најголем број на материјали<ref name=Nelson>Nelson, D. R., (2002), [http://books.google.com/books?id=YtYFAqswRzUC&printsec=frontcover Defects and geometry in condensed matter physics], Cambridge University Press, ISBN 0-521-00400-4</ref>

==Отворени подадоци за точка на топење==
Во фебрурари 2011<ref name=Bradley>Bradley, J-C., (2011), [http://usefulchem.blogspot.com/2011/02/alfa-aesar-melting-point-data-now.html Alfa Aesar melting point data now openly available]</ref>  [[Alfa Aesar]] ослободи над 10,000 точки на топење на соединенија од нивнот каталог како [[отворени податоци]]. Овие податоци се лесно достапни и можат да се симнат од интернет<ref name=BradleyLang>[http://lxsrv7.oru.edu/~alang/meltingpoints/download.php Open Melting Point Datasets] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20111103061157/http://lxsrv7.oru.edu/~alang/meltingpoints/download.php |date=2011-11-03 }}. Lxsrv7.oru.edu. Посетено на 13 September 2013.</ref> Овие податоци може да се употребат за да се создаде [[рандом форест]] модел за предвидување на точка на топење<ref name=Lang>Bradley, J-C. and Lang A.S.I.D. (2011) [http://onschallenge.wikispaces.com/MeltingPointModel010 Random Forest model for melting point prediction] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20170731052014/http://onschallenge.wikispaces.com/MeltingPointModel010 |date=2017-07-31 }}. onschallenge.wikispaces.com</ref> познати како слободни за употреба.<ref name=LangGuha>[http://www.qsardb.org/repository/predictor/10967/104?model=rf Predict melting point from SMILES]. Qsardb.org. Посетено на 13 September 2013.</ref>  Отоврени податоци за точка на топење се исто така достапни и од [[Nature Precedings]] .<ref name=Williams>[http://precedings.nature.com/documents/6229/version/1 ONS Open Melting Point Collection]. Precedings.nature.com. Посетено на 13 September 2013.</ref>
 
==Поврзано==
* [[Список на елементите според точката на топење]]
* [[Точки на топење на елементите (податоци)]]
* [[Фаза (материја)|Фази на материјата]]
* [[Тројна точка]]
* [[Топење]]
* [[Топлина]]
* [[Притисок]]
* [[Фазен дијаграм]]

==Наводи==
{{reflist|30em}}

==Bibliography==
*{{Наведена книга|ref=Haynes|editor=Haynes, William M.|year=2011|title= CRC Handbook of Chemistry and Physics |edition=92nd|publisher= CRC Press|isbn=1439855110}}

==Надворешни врски==
* [http://www.archive.org/details/meltingboilingpo01carnuoft Melting and boiling point tables vol. 1] by Thomas Carnelley (Harrison, London, 1885–1887)
* [http://www.archive.org/details/meltingboilingpo02carnuoft Melting and boiling point tables vol. 2] by Thomas Carnelley (Harrison, London, 1885–1887)
* [http://lxsrv7.oru.edu/~alang/meltingpoints/ ONS melting point explorer] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20111214110324/http://lxsrv7.oru.edu/~alang/meltingpoints/ |date=2011-12-14 }} Over 10,000 [[Open Data]] melting points.

{{State of matter}}

{{DEFAULTSORT:Melting Point}}
[[Категорија:Атмосферска термодинамика]]
[[Категорија:Концепти во физиката]]
[[Категорија:Фазни премини]]
[[Категорија:Гранични температури]]
[[Категорија:Физички величини]]