Como varia o ponto de fusão na tabela periódica?

Chamamos de ponto de fusão e ponto de ebulição, respectivamente, as temperaturas nas quais os materiais passam do estado sólido para o estado líquido, e do estado líquido para o estado gasoso, ou ainda a temperatura máxima em que o determinado líquido pode manter-se em estado físico em uma determinada pressão.

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Todos os elementos químicos da tabela periódica apresentam pontos de fusão e ebulição, que apresentam variações de acordo com os números atômicos. Podemos dizer, portanto, que ambos pontos são propriedades periódicas. No que se refere à tabela periódica, a ordem de crescimento das temperaturas de fusão e ebulição pode ser compreendido pelo esquema de setas demonstrado na imagem abaixo.

Ao observarmos os elementos que pertencem à mesma família do lado esquerdo da tabela, podemos notar que os pontos de fusão e ebulição acabam diminuindo de acordo com o aumento do número atômico do elemento, portanto, de baixo para cima. Do lado direito da tabela, o oposto acontece, sendo que o sentido de crescimento de pontos de fusão e ebulição de uma mesma família aumentam de cima para baixo. Os elementos que apresentam menores temperaturas, nesse caso, portanto, estão localizados na parte superior da tabela. Existe, entretanto, uma exceção, que é o carbono, com ponto de fusão de 3550°C e ebulição de 4287°C.

Os elementos que pertencem ao mesmo período da tabela, ou seja, mesma linha, podemos ver que os pontos de fusão e ebulição aumentam das laterais para o centro da tabela. O Tungstênio, por exemplo, é o elemento que fica ao centro da Tabela Periódica, apresentando, portanto, o maior ponto de fusão entre os metais, com valor igual a 3422°C. Justamente por isso, usa-se esse material para filamentos de lâmpadas incandescentes, já que não derreterá mesmo a altas temperaturas.

Chamamos de ponto de fusão a temperatura em que uma determinada substância passa do estado sólido para o estado líquido. Nas substâncias puras, o processo de fusão acontece sempre a uma mesma temperatura que se manterá constante no decorrer de todo o processo. Mas na maioria das misturas de duas ou mais substâncias, essa constante não é verdadeira.

Ponto de ebulição

Chamamos de ponto de ebulição, ou ainda temperatura de ebulição, a temperatura em que uma dada substância passa do estado líquido para o estado gasoso. Para substâncias puras, o processo acontece sempre na mesma temperatura que se manterá constante no decorrer de todo o processo. A grande maioria, entretanto, das misturas de duas ou mais substâncias, apresenta mudanças nas temperaturas que variam no decorrer do processo.

Entende-se por ponto de fusão a temperatura em que uma substância passa do estado sólido passa o estado líquido, e por ponto de ebulição a temperatura em que uma substância líquida passa para o estado gasoso, à determinada pressão. Por exemplo, a água pura passa do estado sólido para o estado líquido, sob pressão de 1 atm, à temperatura de 0 ºC. Diz-se assim que o Ponto de Fusão da água pura é 0 ºC. Já essa água pura passa do estado líquido para o estado gasoso, sob a mesma pressão, à temperatura de 100 ºC. Diz-se assim que o Ponto de Ebulição da água pura é 100 ºC.

O ponto de fusão de uma substância, a uma determinada pressão, é um valor constante, fator característico de uma substância pura, e por isso a sua determinação constitui um dos métodos pelo qual pode-se calcular o grau de pureza desta substância. Com isto, se ao determinamos o ponto de fusão de uma substância que pensamos ser pura e durante a sua fusão existirem variações de temperatura superiores a 1oC, essa substância não pode ser considerada uma substância pura.

Já o ponto de ebulição não tem a mesma importância para a caracterização ou como critério de pureza de uma substância, mas tal como no ponto de fusão quando se determina o ponto de ebulição de uma substância pura não é admissível que surjam variações na temperatura superiores a 1oC, caso ocorra, teremos então uma mistura.

Como pode-se observar na Figura 1, as temperaturas nas quais os elementos entram em fusão são, também, funções periódicas de seus números atômicos, ou seja, variam periodicamente a medida em que este número atômico aumenta.

Figura 1 1. Pontos de fusão dos elementos (1)

Percebe-se nas famílias da tabela periódica um aumento nos pontos de fusão e ebulição de cima para baixo, exceto nas famílias 1A e 2A, que é de baixo para cima. Nos períodos, esse aumento se dá das laterais para o centro, o que pode ser visto na Figura 2.

Figura 2. Variação dos pontos de fusão ebulição nas famílias e períodos na tabela periódica.

Pode-se notar na Figura 2 um destaque dado aos elementos tungstênio(W) e carbono(C). Isto se deve ao fato de “o elemento metálico de maior ponto de fusão ser o tungstênio, cujo valor é 3.410 ºC. O carbono, pela sua posição, deveria ter ponto de fusão baixo, entretanto, a variedade grafite, que é uma estrutura com átomos encadeados e fortemente ligados, apresenta ponto de fusão bastante alto, de 3.727 ºC”2.

Referências:
1. RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
2. SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisico-quimica/pontos-de-fusao-e-ebulicao/

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