¿Cómo determina el número de electrones, neutrones y protones el punto de fusión y la dureza de un sólido/metal?
¿Y es posible crear elementos personalizados que sean muy fuertes y tengan un punto de fusión muy alto a través de fusiones y fisiones o inspirándose en el universo de cómo el universo creó diferentes elementos solo con hidrógeno y helio?
Una especie atómica definida por su número de protones (generalmente denotada ) y su número de neutrones (normalmente indicado ) se llama nucleido . Para las especies atómicas, el número de electrones es el mismo que el número de protones (es decir, ). Tiene razón al suponer que el nucleido de un solo nucleido sólido normalmente determinará su punto de fusión y dureza (aunque la cantidad de neutrones juega un papel marginal y algunas especies exhiben alotropía ). Sin embargo, no existe una relación simple.
De la mecánica cuántica podemos derivar una serie de propiedades físicas y químicas de un nucleido (en su mayoría dependientes de ), pero para responder a la cuestión del punto de fusión también necesitamos física del estado sólido y termodinámica/mecánica estadística. Aunque tengamos teorías físicas que expliquen cómo se relacionan con el punto de fusión, es posible que no podamos hacer predicciones precisas y puramente teóricas de los puntos de fusión basadas en solo. Predecir la estructura cristalina , por ejemplo, es ciertamente un problema no trivial.
La perspectiva de crear nucleidos sintéticos con propiedades superiores a las de los naturales ha atraído a los científicos durante mucho tiempo. Un problema es que los nucleidos sintéticos tienden a ser inestables, lo que suele ser la razón por la que no se producen de forma natural. Sin embargo, existen teorías que predicen una isla de estabilidad para ciertos nucleidos superpesados. Sin embargo, sintetizarlos ha resultado ser muy difícil, por lo que la existencia de esta isla sigue siendo una pregunta abierta.
Los átomos y moléculas que tienen puntos de ebullición y puntos de fusión altos tienen fuertes enlaces intermoleculares que resisten el cambio de forma. Por lo tanto, para hacer que un material gane estas propiedades, en general se necesitan moléculas de cadena larga.
Ni siquiera es tan simple, ya que diferentes estructuras cristalinas de una molécula dada pueden tener diferentes puntos de fusión, por ejemplo, Ice-V .
No recuerdo suficiente física del estado sólido para afirmar si algún elemento forma diferentes estructuras cristalinas con diferentes puntos de fusión, pero ciertamente, por ejemplo, la dureza del carbono depende de si es diamante o negro de carbón.
Mindwin
Dan Bryant