熔点

物质的熔点是指该物质从固相开始转变为液相时的温度。在此温度下，液相和固相处于平衡状态。继续加热，该物质将完全熔化。但什么因素决定了物质的熔点呢？让我们思考一下固体和液体的性质。固体中的分子通过相互作用维持在一个称为晶格的刚性有序结构中，而液体中的分子相互作用较弱，能够自由移动。

加热固体会将能量传递给分子。当能量足够时，分子会克服使其保持在晶格中的作用力，开始自由移动。换句话说，如果对固体持续加热，它就会熔化成液体。因此，熔点取决于克服分子间作用力（即 分子间作用力）所需的能量，这些作用力使分子固定在晶格中。分子间作用力越强，所需能量就越多，熔点也就越高。

许多分子间作用力取决于分子中原子吸引电子的能力强弱——即其电负性。氮、氧、氟和氯具有很高的电负性，而碳、氢和硫的电负性仅为中等水平。电负性差异显著的原子之间形成的化学键是极性的。例如，典型的碳-氧键具有极性，但典型的碳-氢键则不具极性。

分子中的电子在电负性较强的原子周围停留的时间更长，导致分子的一侧带有轻微负电荷，另一侧带有轻微正电荷。这种现象称为偶极。如果该偶极未被同一分子中大小相等、方向相反的另一个偶极所抵消，则该分子具有永久偶极。 且具有极性。

现在，让我们讨论三种重要的分子间作用力：氢键、偶极-偶极相互作用和伦敦色散力。氢键发生在具有孤对电子的吸电子原子与连接在更负电性原子上的氢原子之间。氢键是分子间作用力中最强的之一。

极性分子之间会发生偶极-偶极相互作用。在具有吸引力的偶极-偶极相互作用中，一个偶极的负端与另一个偶极的正端相排列。偶极-偶极相互作用通常比氢键弱。

伦敦色散力源于分子电子分布的短暂随机偏移，这种偏移会引发邻近分子产生相应的电子分布变化。这类随机偏移在所有分子中都会发生，因此这是非极性分子为数不多可参与的分子间作用力之一。伦敦色散力是所有分子间作用力中最弱的类型之一。

此前，我们预测较强的分子间作用力对应较高的熔点。这一点可以通过十六烷、2-十六烷酮和十六烷酸来观察。随着每个分子可产生的分子间相互作用力增强，其熔点也随之升高。

分子间作用力并不是决定物质熔点的唯一因素。其纯度会显著影响物质的熔点和凝固点，这种现象称为“凝固点降低”。这意味着溶液的凝固点比纯溶剂更低。因此，当天气非常寒冷时，道路上会撒盐。如果路面上有水积聚，盐会迅速溶解，形成一种凝固点远低于纯水的溶液。

在固体中，杂质会掺入晶格结构。这些区域通常具有较弱的分子间相互作用，使得结构的某些部分更容易被破坏。因此，与纯固体相比，熔化在较低的温度下开始，并在更宽的温度范围内发生。

在本实验中，您将测量两种已知有机化合物的熔点，然后分析一种混合物，以探究杂质对熔点范围的影响。