觀察第三週期元素的熔點，我們會發現：

• 在第三週期內，\(\ce{Na}\)、 \(\ce{Mg}\) 和 \(\ce{Al}\) 的熔點較高，\(\ce{Si}\) 的熔點最高，而 \(\ce{P4}\)、\(\ce{S8}\)、\(\ce{Cl2}\) 和 \(\ce{Ar}\) 的熔點卻較低。

此外，

• 同為第三週期的金屬，\(\ce{Na}\)、 \(\ce{Mg}\)、\(\ce{Al}\) 的熔點逐漸升高；

• 同為第三週期的非金屬，\(\ce{S8}\) 的熔點 > \(\ce{P4}\) 的熔點 > \(\ce{Cl2}\) 的熔點 > \(\ce{Ar}\) 的熔點。

你能否利用元素的鍵合和結構，解釋上述變化？

物質的熔點是指該物質從固態熔化為液態過程中，固液共存狀態下的溫度。若要將一種物質熔化，必須提供足夠的熱，以破壞粒子之間的引力。因此粒子之間的引力愈強，物質的熔點愈高。

在第三週期內，\(\ce{Na}\)、 \(\ce{Mg}\) 和 \(\ce{Al}\) 的熔點較高，\(\ce{Si}\) 的熔點最高，而 \(\ce{P4}\)、\(\ce{S8}\)、\(\ce{Cl2}\) 和 \(\ce{Ar}\) 的熔點卻較低。這主要是因為它們的鍵合和結構有顯著的分別。

• 鈉、鎂和鋁均是金屬，金屬中存在的是金屬鍵。金屬鍵是較強的化學鍵，因此，金屬的熔點較高。

• 硅具有巨型共價結構，即硅原子之間藉由強共價鍵相互連接成巨型網狀結構。若要破壞原子之間的共價鍵，需要大量的熱，因此硅的熔點非常高。

• 磷、硫、氯和氬具有簡單分子結構，分子之間通過微弱的范德華力互相連接。若要破壞微弱的范德華力，只需要少許的熱，因此磷、硫、氯和氬的熔點很低。

同為第三週期的金屬，為甚麼鈉、鎂和鋁的熔點逐漸升高？

金屬中的化學鍵是金屬鍵。因此，金屬熔點的高低，取決於其中金屬鍵的強弱。金屬鍵是金屬陽離子和離域電子之間的靜電吸引力，它的強弱取決於：

• 金屬陽離子所帶電荷數和離域電子的數目；
• 金屬陽離子和離域電子之間的距離。

若金屬陽離子所帶電荷數目愈多，離域電子數目愈多，即參與鍵合的正負電荷數目愈多，則金屬鍵愈強；若金屬陽離子和離域電子之間的距離愈小，則金屬鍵愈強。

比較鈉、鎂和鋁三種金屬中的金屬鍵：

• 金屬陽離子所帶電荷數：\(\ce{Na^+}\) < \(\ce{Mg^2+}\) < \(\ce{Al^3+}\)。

• 離域電子的數目：每個鈉原子提供 \(1\) 個離域電子，每個鎂原子 \(2\) 個離域電子，而每個鋁原子提供 \(3\) 個離域電子。

• 金屬陽離子和離域電子之間的距離：由於鈉的原子半徑 \(>\) 鎂的原子半徑 \(>\) 鋁的原子半徑，因此，鈉離子與離域電子之間的距離最大，鎂次之，鋁則最小。

上述因素均會令 \(\ce{Na}\) 的金屬鍵強度 \(<\) \(\ce{Mg}\) 的金屬鍵強度 \(<\) \(\ce{Al}\) 的金屬鍵強度。因此，由 \(\ce{Na}\) 至 \(\ce{Al}\)，熔點逐漸升高。

同為第三週期的非金屬，並且均具有簡單分子結構，為甚麼硫 (\(\ce{S8}\)) 的熔點 \(>\) 磷 (\(\ce{P4}\)) 的熔點 \(>\) 氯 (\(\ce{Cl2}\)) 的熔點 \(>\) 氬 (\(\ce{Ar}\)) 的熔點？

具有簡單分子結構的物質的熔點，取決於其分子間范德華力的大小。影響范德華力大小的一個重要因素是相對分子質量。對於組成和結構類似的物質，若它的相對分子質量愈大，則該物質分子間的范德華力愈大，該物質的熔點愈高。

比較磷 (\(\ce{P4}\))、硫 (\(\ce{S8}\))、氯 (\(\ce{Cl2}\)) 和氬 (\(\ce{Ar}\)) 的相對分子質量：

\(\ce{P4}\) 的相對分子質量 \(= 4 \times 31.0 = 124.0\)；
\(\ce{S8}\) 的相對分子質量 \(= 8 \times 32.1 = 256.8\)；
\(\ce{Cl2}\) 的相對分子質量 \(= 2 \times 35.5 = 71.0\)；
\(\ce{Ar}\) 的相對分子質量 \(= 40.0\)。

因為硫的相對分子質量 \(>\) 磷的相對分子質量 \(>\) 氯的相對分子質量 \(>\) 氬的相對分子質量，所以，硫分子間的范德華力 \(>\) 磷分子間的范德華力 \(>\) 氯分子間的范德華力 \(>\) 氬原子間的范德華力。這導致硫的熔點 \(>\) 磷的熔點 \(>\) 氯的熔點 \(>\) 氬的熔點。