Punkt topnienia
Ciała stałe są podobne do cieczy w tym, że oba są stanami skondensowanymi, z cząsteczkami, które są znacznie bliżej siebie niż te w gazie. Jednakże, podczas gdy ciecze są płynne, ciała stałe nie są. Cząsteczki większości ciał stałych są ciasno upakowane razem w uporządkowanym układzie. Ruch poszczególnych atomów, jonów lub cząsteczek w ciele stałym jest ograniczony do ruchu wibracyjnego wokół stałego punktu. Ciała stałe są prawie całkowicie nieściśliwe i są najgęstsze z trzech stanów skupienia materii.
Jak ciało stałe jest ogrzewane, jego cząstki wibrują szybciej, jak ciało stałe absorbuje energię kinetyczną. Ostatecznie, organizacja cząstek w strukturze ciała stałego zaczyna się rozpadać, a ciało stałe zaczyna się topić. Temperatura topnienia to temperatura, w której ciało stałe zamienia się w ciecz. W temperaturze topnienia, drgania zakłócające cząsteczek ciała stałego pokonują siły przyciągania działające w ciele stałym. Podobnie jak w przypadku temperatury wrzenia, temperatura topnienia ciała stałego zależy od siły tych sił przyciągania. Chlorek sodu jest związkiem jonowym, który składa się z wielu silnych wiązań jonowych. Chlorek sodu topi się w temperaturze ≤ 801°C. Lód (ciało stałe) jest związkiem molekularnym, którego cząsteczki są połączone wiązaniami wodorowymi. Chociaż wiązania wodorowe są najsilniejszymi spośród sił międzycząsteczkowych, ich siła jest znacznie mniejsza niż siła wiązań jonowych. Temperatura topnienia lodu wynosi 0°C.
Punkt topnienia ciała stałego jest taki sam jak punkt zamarzania cieczy. W tej temperaturze, stan stały i ciekły substancji są w równowadze. W przypadku wody, równowaga ta zachodzi w temperaturze 0°C.
Mamy tendencję do myślenia o ciałach stałych jako o tych materiałach, które są stałe w temperaturze pokojowej. Jednak wszystkie materiały mają pewnego rodzaju temperatury topnienia. Gazy stają się ciałami stałymi w bardzo niskich temperaturach, a ciecze również stają się ciałami stałymi, jeśli temperatura jest wystarczająco niska. Poniższa tabela podaje temperatury topnienia niektórych popularnych materiałów.
| Materiały | Punkt topnienia (°C) |
|---|---|
| Wodór | -259 |
| Tlen | -219 |
| Eter dietylowy | -116 |
| Etanol | -114 |
| Woda | 0 |
| Srebro czyste | 961 |
| Pure gold | 1063 |
| Iron | 1538 |