Te damos la bienvenida a nuestra web, ahora vas a encontrar la resolución que buscas.
Solución:
Solución 1:
No, los metales gaseosos no retienen enlaces metálicos, ni conductividad metálica, ni brillo, ni otras propiedades metálicas. No son diferentes de otros gases. Es cierto que normalmente requieren temperaturas bastante altas para formarse, pero, de nuevo, no son nada especiales en este sentido, ya que muchas sustancias no metálicas requieren lo mismo.
Mira, todas las propiedades metálicas son de hecho colectivo efectos. Son causados por enlaces metálicos, y no solo de dos átomos, sino de una pieza entera de metal (como mil, solo que mucho más). No tienes enlaces en los gases. Las partículas (átomos solitarios en este caso) son básicamente libres de irse. Tal vez se encuentren, dos o tres a la vez, pero definitivamente no mil.
El plasma es algo completamente diferente, no relacionado con su pregunta inicial. Sí, el plasma es bastante diferente a un gas; para obtenerlo tendrás que calentar el gas hasta que ioniza.
Así que va.
Solucion 2:
No soy un experto, pero creo que algunos metales hierven directamente en el estado de plasma, y que otros metales (y la mayoría de los otros gases en general) comienzan como gases casi completamente sindicalizados cuando hierven y luego se vuelven más y más ionizados a medida que sube la temperatura. Por lo tanto, la diferencia entre el gas y el plasma es más una cuestión de grado que un cambio de fase de primer orden (repentino). https://en.wikipedia.org/wiki/Degree_of_ionization
Hay dos piezas de “evidencia” que quiero presentar para lo que estoy diciendo.
- Ciertos metales tienen puntos de ebullición extremadamente altos. Por ejemplo, el tungsteno y el renio tienen puntos de ebullición que son ligeramente más altos que la temperatura de la superficie del sol. Ambos elementos tienen energías de ionización más bajas que el hidrógeno y el helio, por lo que si el hidrógeno y el helio pueden ser plasmas a esas temperaturas, el tungsteno y el renio deberían poder hacerlo.
https://www.lenntech.com/periodic-chart-elements/ionization-energy.htm
- Recientemente he estado usando este documento de USGS como referencia. https://pubs.usgs.gov/bul/2131/report.pdf (Repite misteriosamente varias páginas con diferentes números de página en un punto, pero probablemente sea en su mayoría confiable). A partir de la página 67, este documento contiene presión constante capacidades caloríficas (Cpag) a diferentes temperaturas para varios elementos, la mayoría de los cuales son metales. Esto incluye en particular datos gaseosos para calcio monoatómico, cadmio, cesio, mercurio, potasio, litio, magnesio, sodio, estroncio y zinc.
Cpag se define como la cantidad mínima de energía que se necesita poner en una determinada cantidad de una sustancia para elevarla a cierta temperatura. En este artículo, se trata de cuántos julios se requieren para elevar un mol de una sustancia en un kelvin. La temperatura en sí está relacionada de manera definida con el promedio traslacional energía cinética de una partícula, que es $ frac 3 2 $kBT.En un gas ideal monoatómico, el movimiento de traslación es la única forma significativa en que se almacena la energía de calor añadida a un sistema, por lo que la cantidad de energía que se pone está directamente relacionada con el cambio en la energía cinética de traslación media y, por tanto, con el cambio de temperatura. Por lo tanto, Cpag tiene el mismo valor para todos los gases ideales monoatómicos (siempre que sea por mol en lugar de por unidad de masa). Ese valor es 20,78615$ frac J mol K $. Sin embargo, otros tipos de materia pueden almacenar parte de la energía de otras formas y, por lo tanto, tienen una mayor capacidad calorífica. Por ejemplo, las partículas poliatómicas (moléculas) pueden almacenar más energía en vibraciones y rotaciones; los sólidos, líquidos, gases reales y fluidos supercríticos almacenan energía potencial para vencer las fuerzas atractivas (y repulsivas) entre sus partículas que son significativas incluso cuando no chocan en tales casos; y los plasmas pueden almacenar energía eliminando electrones de sus átomos. https://en.wikipedia.org/wiki/Equipartition_theorem https://en.wikipedia.org/wiki/Molar_heat_capacity#Physical_basis_of_molar_heat_capacity
Volviendo al artículo del USGS, se puede ver que el cadmio, mercurio, potasio, litio, magnesio, sodio y zinc tienen todos una Cpag de 20.79$ frac J mol K $ justo por encima de su punto de ebullición; El cesio tiene misteriosamente una Cpag de 20.78$ frac J mol K $ justo por encima de su punto de ebullición (posiblemente un error, aunque lo dudo); y el calcio y el estroncio tienen una Cpag de 20,84$ frac J mol K $ justo por encima de su punto de ebullición (probablemente en su mayoría una coincidencia). Después de hervir, el cesio, el potasio, el litio y el estroncio muestran un aumento de Cpag a medida que la temperatura aumenta hasta el punto en el que se detienen los datos, que es de 1800 K en todos los casos aquí mencionados. Dado que el papel describe todas estas sustancias como “gas monoatómico ideal, P = 1 bar”, no deberían poder almacenar energía a través de rotaciones, vibraciones o fuerzas interatómicas (al menos no de manera significativa), por lo que lo más probable es que El lugar al que se dirige esta energía es la ionización, o al menos excitar electrones si no los elimina por completo de los átomos. Esto explicaría por qué solo los metales muy electropositivos y de baja energía de ionización muestran este aumento por debajo de 1800K. (Otros metales probablemente muestren el mismo aumento a temperaturas más altas). El agujero principal en esta teoría es que el sodio todavía tiene Cpag= 20,79$ frac J mol K $ a 1700K y 1800K, donde el litio y el estroncio muestran un aumento, aunque estos 2 últimos metales tienen energías de ionización más bajas. A la luz de esto, echemos un vistazo más de cerca a los datos relevantes del documento en comparación con las energías de ionización acordadas por esa página de Lenntech a la que me vinculé, nist.gov, y mi CRC (aunque mi CRC parece tener un error de redondeo en Cadmio, dando 8,993 eV, en lugar de 8,994):
Cuando se tiene en cuenta que el documento generalmente solo proporciona datos en incrementos de 298.15K, 300K, 100K por encima de eso, y temperaturas de cambio de fase / polimorfo, se puede ver que el sodio es lo único en esta tabla que no es consistente con la idea de que los elementos con menores energías de ionización muestran el aumento de la capacidad calorífica por encima de 20,79$ frac J mol K $ a temperaturas más bajas, y es muy posible que estos valores no se hayan medido realmente para el sodio, sino que se hayan calculado basándose en la suposición de que se trataba de un gas ideal. Sin embargo, dada la poca evidencia que tenía para mi teoría para empezar, esta inconsistencia en realidad arroja serias dudas sobre ella. Por lo tanto, traté de encontrar otras fuentes para la capacidad calorífica a presión constante de sodio gaseoso en función de la temperatura, pero solo pude encontrar cálculos, no experimentos, y los valores que dieron eran tan completamente diferentes de ese documento del USGS que siento Debo estar perdiendo algo. (Además, todas las fuentes que encontré parecen estar relacionadas con los sistemas de enfriamiento para plantas de energía nuclear y se centran principalmente en Na líquido o aleaciones de Na-K). Por ejemplo, este documento (https://www.ne.anl.gov/eda /ANL-RE-95-2.pdf) da las capacidades caloríficas calculadas en $ frac J kg K $ para “vapor de sodio” de 400K a 2500K en la página 15. Conversión de 20.78615$ frac J mol K $ para $ frac J kg K $, basado en el peso atómico del sodio de 22,98976928$ frac mol g $, da 0.9041478$ frac J kg K $, que este documento pasa entre 400K y 500K para Cpag, con Cpag aumentando continuamente con la temperatura según ellos. (Observando que Cv es la capacidad calorífica a volumen constante, que debería ser menor a 12,47169$ frac J mol K $ = 0,1075126$ frac J kg K $ para sodio)
Entonces, parece que todavía no estoy muy seguro de lo que dicen las capacidades caloríficas de los metales gaseosos sobre su ionización, pero sigo pensando que es bastante probable que los elementos de baja energía de ionización de alto punto de ebullición como el hafnio, uranio, circonio y El tungsteno está bastante ionizado tan pronto como hierve y realmente no tiene ninguna fase gaseosa sindicalizada estable a presión atmosférica, excepto como vapor en equilibrio con metal sólido o líquido. Dicho esto, el tipo de ionización del que he estado hablando durante la mayor parte de esta publicación es probablemente niveles bastante bajos de ionización en la mayoría de los gases neutros, por lo que probablemente no sería justo decir que el estroncio, por ejemplo, es un plasma. tan pronto como hierva, ya que probablemente es solo un gas en su mayoría neutro que tiene una cantidad muy pequeña, pero no trivial, de ionización. También recuerde que es probable que la mayor parte o gran parte de este aumento temprano en la capacidad calorífica provenga simplemente de excitar electrones hacia orbitales de mayor energía dentro de los átomos en lugar de la ionización real.
Te invitamos a asistir nuestro estudio exponiendo un comentario o dejando una valoración te lo agradecemos.