单质的物态与温度互动演示

实验目的

认识单质物态随温度变化的规律，记住常温常压下呈气态、液态的单质。

实验原理

物质的状态由温度和压强决定：温度低于熔点时为固态，介于熔点与沸点之间时为液态，高于沸点时为气态。常温常压下，气态单质有 H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂ 和稀有气体，常见的液态单质是溴（Br₂）和汞（Hg），其余多为固态。

实验器材

• 元素周期表（按单质物态着色）
• 温度调节控件
• 常温下呈气态的元素：H、N、O、F、Cl 和稀有气体
• 常温下呈液态的元素：Br、Hg
• 常温下呈固态的元素：金属、碳、硫、磷等

实验步骤

1. 打开演示，先观察常温下周期表中各元素单质的物态。
2. 找出呈气态和液态的元素，记下它们在周期表中的位置。
3. 逐步升高温度，观察哪些单质先由固态变为液态或气态。
4. 再降低温度，观察气态单质依次变为液态、固态的情况。
5. 对照熔点、沸点，说明各元素物态变化的原因。

实验现象与结论

常温下，气态元素集中在周期表右上角和 0 族，液态的只有溴和汞，其余为固态。升温时熔点低的单质先熔化，沸点低的先气化；降温时气态单质依次液化、凝固。结论：单质的物态由其熔点、沸点和所处温度共同决定。

注意事项

• 汞及其蒸气有毒，实际操作中不得随意加热或接触汞。
• 溴易挥发且有腐蚀性，只能在教师指导下观察。

常见问题

常温下呈液态的单质有哪些？

教材中常见的是非金属单质溴（Br₂）和金属单质汞（Hg），其余常见单质多为固态或气态。

为什么氦很难变成液体？

氦分子间作用力极弱，沸点极低（约 −269℃），只有降到极低温度才能液化。