Schmelzpunkt
Feststoffe ähneln Flüssigkeiten insofern, als dass beide kondensierte Zustände sind, mit Teilchen, die viel näher beieinander liegen als die eines Gases. Während Flüssigkeiten jedoch flüssig sind, sind Feststoffe es nicht. Die Teilchen der meisten Feststoffe sind in einer geordneten Anordnung dicht aneinander gepackt. Die Bewegung der einzelnen Atome, Ionen oder Moleküle in einem Festkörper beschränkt sich auf eine Schwingungsbewegung um einen festen Punkt. Festkörper sind fast vollständig inkompressibel und stellen den dichtesten der drei Aggregatzustände dar.
Wenn ein Festkörper erwärmt wird, schwingen seine Teilchen schneller, da der Festkörper kinetische Energie absorbiert. Schließlich beginnt die Organisation der Teilchen innerhalb der Festkörperstruktur aufzubrechen und der Festkörper beginnt zu schmelzen. Der Schmelzpunkt ist die Temperatur, bei der ein Feststoff in eine Flüssigkeit übergeht. Am Schmelzpunkt überwinden die störenden Schwingungen der Teilchen des Festkörpers die im Festkörper wirkenden Anziehungskräfte. Wie beim Siedepunkt ist der Schmelzpunkt eines Festkörpers abhängig von der Stärke dieser Anziehungskräfte. Natriumchlorid \(\ce{NaCl} \right)\) ist eine ionische Verbindung, die aus einer Vielzahl von starken Ionenbindungen besteht. Natriumchlorid schmilzt bei \(801^\text{o} \text{C}\). Eis (fest \(\ce{H_2O}\)) ist eine molekulare Verbindung, deren Moleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden. Obwohl Wasserstoffbrückenbindungen die stärksten der zwischenmolekularen Kräfte sind, ist die Stärke von Wasserstoffbrückenbindungen viel geringer als die von Ionenbindungen. Der Schmelzpunkt von Eis liegt bei 0 °C.
Der Schmelzpunkt eines Festkörpers ist gleich dem Gefrierpunkt der Flüssigkeit. Bei dieser Temperatur befinden sich der feste und der flüssige Zustand des Stoffes im Gleichgewicht. Für Wasser tritt dieses Gleichgewicht bei \(0^\text{o} \text{C}\) ein.
Wir neigen dazu, bei Feststoffen an solche Materialien zu denken, die bei Raumtemperatur fest sind. Alle Materialien haben jedoch irgendeine Art von Schmelzpunkt. Gase werden bei extrem niedrigen Temperaturen zu Feststoffen, und Flüssigkeiten werden ebenfalls fest, wenn die Temperatur niedrig genug ist. Die folgende Tabelle gibt die Schmelzpunkte einiger gängiger Materialien an.
| Materialien | Schmelzpunkt (°C) |
|---|---|
| Wasserstoff | -259 |
| Sauerstoff | -219 |
| Diethylether | -116 |
| Ethanol | -114 |
| Wasser | 0 |
| Reinsilber | 961 |
| Reines Gold | 1063 |
| Eisen | 1538 |