昇華について

質問

何で昇華する物質があるんですか？

回答No.3

sohtaro · ベストアンサー

物質の状態図って知ってますか？
物理化学の教科書ならどこかに載ってるはずです。
ギブスの相律なんかの単元を見てもらうとあると思うんですけどね。
詳しい大学入試の化学の参考書なんかでも載ってます。

（下の参考URLには水の状態図が載ってます）

横軸に温度、縦軸に圧力を取って、どんな条件でどんな状態を取るかを図示したものです。
これの中の、固体、液体、気体のすべての重なった点
（融解曲線、蒸発曲線、昇華曲線の３線が交わったところ）
のことを三重点といいます。
この点は唯一、「固体・液体・気体の三態すべてが共存できる条件を表す点」と考えることができますが、
別の見方をしますと、図から見て明らかなように、
「液化できる最低圧力を示した点」とも言えます。

昇華性のある物質と言われる物質は、一般的に「１気圧の下で」昇華する物質を指します。
水なり酢酸なり一般的な物質は、三重点の圧力が１気圧より低いため、「１気圧の条件下で」昇華が起こることはありません。

それに対し、二酸化炭素やナフタレンのように昇華性のある物質は、三重点の圧力（つまり液化できる最低圧力）が１気圧より高いので、「１気圧の下では」液体にならず、昇華してしまうのです。
なので、当然、圧力を上げれば、二酸化炭素だって液化させることは可能です。
（実際、炭酸飲料などをつくる二酸化炭素のボンベ中で、二酸化炭素は液体として存在しています）

参考URL：

http://www.con-pro.net/readings/water/doc0005.html

お礼

結構難しい内容でしたが何とかわかりました。
とても参考になりました。
ありがとうございます。

回答No.2

tetujin3

分子の結合には，イオン結合，共有結合，金属結合などの結合様式があります。また，分子同士の界面ではファンデルワールス力やクーロン力などの分子間力が作用しています。
物質によっては，この分子間力が非常に弱いものがあります。ドライアイスや，ヨウ素などがそうです。これらの物質は，非常に弱い分子間力で結合しているため、熱エネルギーをもらいやすい表面から直接結合を断ち切って１個１個の気体になる傾向があります。

すなわち，圧力と温度をうまく制御すると溶融状態を保持
することもできるのですが，通常の条件では加熱により表面から次々と分子が気化して飛散します。これが昇華のメカニズムです。

したがって，ご質問の答えは，「分子間力結合が弱い」物質があるからです。

お礼

科学のレポートの参考になりました。
ありがとうございます。

回答No.1

SCNK

圧力と温度で物体の３態は変わります。液相にならない条件の圧力だから、いきなり気体になるのでしょう。

それがなぜかと言われると自身がありませんが、分子の振動エネルギーに比べて、引き止めるファンデルワールス力や水素結合力などが弱いので、固体から離れた分子がいきなり空中に飛び出すのではないかと思います。

お礼

科学のレポートの参考になりました。
ありがとうございます。