Il punto di fusione è la temperatura alla quale un solido si trasforma in un liquido. In teoria, il punto di fusione di un solido è lo stesso del punto di congelamento del liquido - il punto in cui si trasforma in un solido. Ad esempio, il ghiaccio è una forma solida di acqua che si scioglie a 0 gradi Celsius /32 gradi Fahrenheit e cambia nella sua forma liquida. L'acqua si congela alla stessa temperatura e si trasforma in ghiaccio. È difficile riscaldare i solidi a temperature superiori ai loro punti di fusione, quindi trovare il punto di fusione è un buon modo per identificare una sostanza.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La composizione molecolare, la forza di attrazione e la presenza di impurità possono influenzare il punto di fusione delle sostanze.

Composizione delle molecole

Quando le molecole sono strettamente legate, una sostanza ha un punto di fusione più alto di una sostanza con molecole che non si adattano bene. Per esempio, le molecole di neopentano simmetriche hanno un punto di fusione più alto dell'isopentano, in cui le molecole non si impacchettano bene. Le dimensioni molecolari influiscono anche sul punto di fusione. Quando altri fattori sono uguali, le molecole più piccole si sciolgono a temperature più basse rispetto alle molecole più grandi. Ad esempio, il punto di fusione dell'etanolo è -114,1 gradi Celsius /-173,4 gradi Fahrenheit, mentre il punto di fusione della più grande molecola di etilcellulosa è di 151 gradi Celsius /303,8 gradi Fahrenheit.

Le macromolecole hanno strutture giganti composte di molti atomi non metalliferi uniti ad atomi adiacenti da legami covalenti. Le sostanze con strutture covalenti giganti, come diamante, grafite e silice, hanno punti di fusione estremamente alti perché diversi forti legami covalenti devono essere spezzati prima che possano fondersi.

Forza dell'attrazione

Una forte attrazione tra le molecole si ottiene un punto di fusione più alto. In generale, i composti ionici hanno alti punti di fusione perché le forze elettrostatiche che connettono gli ioni - l'interazione ione-ione - sono forti. Nei composti organici, la presenza di polarità, in particolare il legame con l'idrogeno, di solito porta a un punto di fusione più alto. I punti di fusione delle sostanze polari sono superiori ai punti di fusione delle sostanze non polari con dimensioni simili. Ad esempio, il punto di fusione dello iodio monocloruro, che è polare, è 27 gradi Celsius /80,6 gradi Fahrenheit, mentre il punto di fusione del bromo, una sostanza non polare, è -7,2 gradi Celsius /19,04 gradi Fahrenheit.

Presenza di impurezze

I solidi impuri si sciolgono a temperature più basse e possono fondersi anche in un intervallo di temperatura più ampio, noto come depressione del punto di fusione. L'intervallo del punto di fusione per i solidi puri è stretto, solitamente solo da 1 a 2 gradi Celsius, noto come punto di fusione acuto. Le impurità causano difetti strutturali che rendono le interazioni intermolecolari tra le molecole più facili da superare. Un forte punto di fusione è spesso la prova che un campione è abbastanza puro, e un ampio intervallo di fusione dimostra che non è puro. Ad esempio, un cristallo organico puro ha molecole uniformi, perfettamente imballate insieme. Tuttavia, i cristalli sono impuri quando si presentano in una miscela di due diverse molecole organiche perché non si adattano bene insieme. Ci vuole più calore per fondere la struttura pura.