Point de fusion
Les solides sont similaires aux liquides en ce sens que tous deux sont des états condensés, avec des particules beaucoup plus proches les unes des autres que celles d’un gaz. Cependant, alors que les liquides sont fluides, les solides ne le sont pas. Les particules de la plupart des solides sont serrées les unes contre les autres et disposées de manière ordonnée. Le mouvement des atomes, des ions ou des molécules d’un solide se limite à un mouvement vibratoire autour d’un point fixe. Les solides sont presque totalement incompressibles et sont les plus denses des trois états de la matière.
Lorsqu’un solide est chauffé, ses particules vibrent plus rapidement car le solide absorbe de l’énergie cinétique. Finalement, l’organisation des particules au sein de la structure solide commence à se briser et le solide commence à fondre. Le point de fusion est la température à laquelle un solide se transforme en liquide. À son point de fusion, les vibrations perturbatrices des particules du solide surmontent les forces d’attraction opérant au sein du solide. Comme pour les points d’ébullition, le point de fusion d’un solide dépend de la force de ces forces d’attraction. Le chlorure de sodium \(\left( \ce{NaCl} \right)\) est un composé ionique constitué d’une multitude de liaisons ioniques fortes. Le chlorure de sodium fond à \(801^\text{o} \text{C}\). La glace (solide \(\ce{H_2O}\)) est un composé moléculaire dont les molécules sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène. Bien que les liaisons hydrogène soient les plus fortes des forces intermoléculaires, la force des liaisons hydrogène est bien moindre que celle des liaisons ioniques. Le point de fusion de la glace est de 0 °C.
Le point de fusion d’un solide est le même que le point de congélation du liquide. À cette température, les états solide et liquide de la substance sont en équilibre. Pour l’eau, cet équilibre se produit à \(0^\text{o} \text{C}\).
Nous avons tendance à penser que les solides sont les matériaux qui sont solides à température ambiante. Cependant, tous les matériaux ont des points de fusion en quelque sorte. Les gaz deviennent solides à des températures extrêmement basses, et les liquides deviennent également solides si la température est suffisamment basse. Le tableau ci-dessous donne les points de fusion de quelques matériaux courants.
| Matériaux | Point de fusion (°C) |
|---|---|
| Hydrogène | -.259 |
| Oxygène | -219 |
| Éther diéthylique | -116 |
| Éthanol | -114 |
| Eau | 0 |
| Argent pur | 961 |
| L’or pur | 1063 |
| Le fer | 1538 |