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Le point de fusion est la température à laquelle un solide se transforme en liquide. En théorie, le point de fusion d'un solide est identique au point de congélation du liquide - le point auquel il se transforme en solide. Par exemple, la glace est une forme solide d’eau fondant à 0 degrés Celsius / 32 degrés Fahrenheit et se transformant en liquide. L'eau gèle à la même température et se transforme en glace. Il est difficile de chauffer les solides à des températures supérieures à leur point de fusion. Le point de fusion est donc un bon moyen d’identifier une substance.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
La composition moléculaire, la force d'attraction et la présence d'impuretés peuvent affecter le point de fusion des substances.
Composition de molécules
Lorsque les molécules sont étroitement empaquetées, une substance a un point de fusion plus élevé qu'une substance dont les molécules ne sont pas bien emballées. Par exemple, les molécules de néopentane symétriques ont un point de fusion plus élevé que l'isopentane, dans lequel les molécules ne se remplissent pas bien. La taille moléculaire affecte également le point de fusion. Lorsque les autres facteurs sont égaux, les molécules les plus petites fondent à des températures plus basses que les molécules les plus grandes. Par exemple, le point de fusion de l'éthanol est de -114,1 degrés Celsius / -173,4 degrés Fahrenheit, tandis que le point de fusion de la molécule d'éthylcellulose plus grande est de 151 degrés Celsius / 303,8 degrés Fahrenheit.
Les macromolécules ont des structures géantes composées de nombreux atomes non métalliques reliés aux atomes adjacents par des liaisons covalentes. Les substances à structure covalente géante, telles que le diamant, le graphite et la silice, ont des points de fusion extrêmement élevés, car plusieurs liaisons covalentes fortes doivent être rompues avant de pouvoir fondre.
Force d'attraction
Une forte attraction entre les molécules entraîne un point de fusion plus élevé. En général, les composés ioniques ont des points de fusion élevés, car les forces électrostatiques qui relient les ions - l’interaction ion-ion - sont fortes. Dans les composés organiques, la présence de polarité, en particulier de liaisons hydrogène, conduit généralement à un point de fusion plus élevé. Les points de fusion des substances polaires sont plus élevés que ceux des substances non polaires de taille similaire. Par exemple, le point de fusion du monochlorure d'iode, qui est polaire, est de 27 degrés Celsius / 80,6 degrés Fahrenheit, tandis que le point de fusion du brome, une substance non polaire, est de -7,2 degrés Celsius / 19,04 Fahrenheit.
Présence d'impuretés
Les solides impurs fondent à des températures plus basses et peuvent également fondre dans une plage de températures plus large, appelée dépression du point de fusion. La plage de points de fusion pour les solides purs est étroite, généralement comprise entre 1 et 2 degrés Celsius (point de fusion net). Les impuretés provoquent des défauts structurels qui facilitent les interactions intermoléculaires entre les molécules. Un point de fusion précis est souvent la preuve qu'un échantillon est assez pur, et une large plage de fusion est la preuve qu'il n'est pas pur. Par exemple, un cristal organique pur a des molécules uniformes, parfaitement emballées. Cependant, les cristaux sont impurs lorsqu'ils apparaissent dans un mélange de deux molécules organiques différentes car ils ne s'emboîtent pas bien. Il faut plus de chaleur pour fondre la structure pure.