4349.高熔点金属元素的共同点

4349.高熔点金属元素的共同点

2020.2.7

将所有元素的熔点标在《元素周期表》上，我们很容易发现高熔点金属元素集中在d区。d区的前后是过渡区间：s区和ds区，都只有两个元素。S区的元素熔点从低到高；ds区的元素熔点从高到低。P区都是低熔点金属元素，并且向非金属元素过渡。F区出现在第六和以后中间由32个质子、中子对构成的元素周期，不同周期元素熔点有递增趋势，相同周期元素熔点变化不是很大。与前后区域元素的熔点对比，也是过渡区间。

细分d区，第4、5、6周期的第5、6、7个元素熔点最高，且不同周期三个元素的熔点温差以近千度递增，第六周期三个元素的熔点达到摄氏三千多度。

第1、2、3周期没有d区和ds区域元素，第2周期s区域的第2个金属元素铍的熔点直接从第1个金属元素锂的摄氏180.55度跳跃到摄氏1287度。以后非金属元素硼的熔点也很高，为摄氏2030度，紧接着的元素“碳”更创下《元素周期表》所有元素熔点的最高纪录摄氏3727度。

第二周期元素是大气层元素，碳元素以后的四个元素都是气体元素，包括氮和氧。

第二周期的铍、硼、碳三个元素所以有这么高的熔点可能与形成在地球大气热层有关：地球内部的最高温度不是出现在地核，而是出现在大气边缘的热层。太阳的最高温度可能也是这样：与银核对偶层次交流正负电荷产生的磁场温度叠加银核宇宙射线冲击太阳大气表面引发核裂变的温度，大气热层温度可能也是太阳内部的最高温度。

月球没有这样的待遇，因为只与地核交流正负电荷，还由于也是反物质星球，排斥太阳宇宙射线，笼罩在太阳磁场之下很难与太阳竞争来自银核的正物质宇宙射线，所以没有大气热层，或热层的温度也很低。

第二周期元素的原子量都很低，甚至不到第六周期元素原子量的十分之一，是制造航天器的首选材料。第四、五、六周期元素的熔点虽然有递增趋势，原子量也以接近倍数递增，要综合考虑熔点和质量的关系。

分析《元素周期表》，金属元素都是不同周期元素的初始元素，不同程度的存在核外电子相对缺位，d区元素无一例外相比0族元素少了一个层次的核外电子。熔点最高的元素既不是核外电子相对缺位最多的元素，也不是最少的元素，而是适中的元素，可能与核外电子共轭深入的不同程度有关。

我国航空航天事业的发展受制于发动机的相对落后，发动机的相对落后受制于材料科学的相对落后，所以耐高温材料的思考是本文的重点，仅供参考。

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