7 самых тяжелых элементов на Земле | По атомной массе
Мы должны быть более конкретными, когда говорим о том, насколько тяжелый элемент. Есть два возможных способа определения «самых тяжелых» элементов — на основе их плотности или атомной массы.
Самый тяжелый элемент с точки зрения плотности можно определить как массу на единицу объема, которая обычно измеряется в граммах на кубический сантиметр или килограммах на кубический метр.
Самым плотным природным элементом на Земле является осмий. Это блестящее вещество имеет плотность 22,59 г / см3, чуть больше, чем у иридия.
Другой способ взглянуть на тяжесть — это атомный вес, средняя масса атомов элемента. Стандартная единица атомной массы составляет одну двенадцатую от массы одного атома углерода-12.
Это фундаментальное понятие в химии, потому что большинство химических реакций происходит в соответствии с простыми числовыми соотношениями между атомами. Ниже мы перечислили 7 самых тяжелых элементов, найденных на Земле в соответствии с их атомными массами.
Примечание: мы не упомянули элементы, свойства которых неизвестны или еще не подтверждены, такие, как московия, флеровия, нихония и мейтнерия.
7. Резерфордий
Атомная масса: 267
Резерфордий (Rf) был первым сверхтяжелым элементом, который был обнаружен [в 1964 году]. Он очень радиоактивен, и его самый стабильный изотоп 267Rf имеет период полураспада около 78 минут.
Резерфордий — это искусственный элемент, созданный в лаборатории путем бомбардировки калифорния-249 ядрами углерода-12. Всего было зарегистрировано 16 изотопов с атомными массами между 253 и 270. Большинство из них быстро распадаются через пути самопроизвольного деления.
Ожидается, что этот элемент будет твердым при нормальных условиях и предположительно будет иметь химические свойства, подобные гафнию. Он был создан только в незначительных количествах и используется только для научных исследований.
6. Дубний
Атомная масса: 268
Дубний (Db) — радиоактивный элемент, впервые синтезированный в 1968 году в Объединенном институте ядерных исследований, Россия. Он имеет семь признанных изотопов, из которых наиболее стабильным является 268Db с периодом полураспада 32 часа.
Дубний можно получить бомбардировкой калифорния-249 азотом или америция-243 неоном. Ограниченный анализ химии Дубния подтвердил, что этот элемент ведет себя больше как ниобий, а не тантал, нарушая периодические тенденции.
Поскольку элемент не найден в природе свободным и не создан в больших количествах в лаборатории, у него нет других применений, кроме научных исследований.
5. Сиборгиум
Атомная масса: 269
Seaborgium (Sg) был впервые синтезирован в 1974 году в лаборатории Лоуренса в Беркли, штат Калифорния. Исследовательская группа подвергла бомбардировке калифорний-249 ядрами кислорода-18 для получения сиборгия-263.
Это радиоактивный элемент, чей самый стабильный изотоп (269Sg) имеет период полураспада около 14 минут. Только несколько атомов сиборгия когда-либо были произведены, и его использование исключительно для научных исследований.
Небольшое исследование, проведенное на этом синтетическом химическом элементе, указывает на то, что сиборгий является плотным тяжелым металлом в нормальных условиях.
В 2014 году японские исследователи впервые установили химическую связь между атомом углерода и сиборгием, открывая новые двери для анализа влияния относительности Эйнштейна на структуру периодической таблицы.
4. Борий
Атомная масса: 270
Bohrium (Bh) — это искусственно созданный радиоактивный элемент, названный в честь известного физика Нильса Бора. Он синтезируется путем бомбардировки висмута ионами хрома.
Поскольку он очень быстро разлагается за счет испускания альфа-частиц (период полураспада 270Bh составляет 61 секунду), изучать этот элемент очень сложно.
Борий не встречается в природе, и только несколько атомов были получены до настоящего времени. Возможно, он никогда не будет изолирован в наблюдаемых количествах.
3. Хассий
Атомная масса: 270
Обнаруженный немецкими физиками в 1984 году, калий (Hs) является одним из самых тяжелых и плотных элементов периодической таблицы. Все 9 изотопов элемента имеют очень короткие периоды полураспада: самый стабильный (270Hs) имеет период полураспада 10 секунд.
Пока что получено всего несколько атомов хасция. Таким образом, его свойства еще не известны. Хотя точная температура плавления, температура кипения и плотность не подтверждены, элемент считается твердым при комнатной температуре.
Этот радиоактивный переходный металл может реагировать с другими элементами [своей группы], если он производится в больших количествах. На данный момент он не имеет коммерческого использования, кроме научных исследований.
2. Tennessine
Атомная масса: 294
Tennessine (Ts) является вторым наиболее тяжелым известным элементом, обнаруженным российско-американским коллаборацией в 2010 году. Это радиоактивный, искусственно произведенный элемент. Хотя его классификация неизвестна, ожидается, что он будет надежным.
Теннессин был получен реакцией синтеза кальция-48 с берклием-249. Во всех проведенных экспериментах его атомы длились десятки и сотни миллисекунд.
Использование tennessine ограничено исследовательскими целями из-за его незначительного производства. Его самый стабильный изотоп (294Ts) имеет период полураспада около 80 миллисекунд, который распадается из-за альфа-распада.
1. Оганесон
Атомная масса: 294
Впервые синтезированный в 2002 году, Oganesson (Og) — самый тяжелый элемент периодической таблицы. Этот высокорадиоактивный элемент является членом группы благородных газов. Удивительно, но это первый благородный газ, который химически реактивен.
С 2005 года было идентифицировано только 6 атомов Oganesson. Он проявляет очень необычные физические и химические свойства, большинство из которых еще недостаточно изучены.
Поскольку Oganesson очень нестабилен (с периодом полураспада около 0,89 миллисекунд) и не происходит естественным путем, почти нет причин для рассмотрения его опасности для здоровья.
Тяжелый элемент природного происхождения: Уран
Атомная масса: 238,0289
На протяжении более 6 десятилетий уран (U) использовался в качестве богатого источника концентрированной энергии. Это самый тяжелый элемент в земной коре, он встречается в 500 раз чаще, чем золото, и в 40 раз чаще, чем серебро.
Хотя уран является радиоактивным элементом, скорость его распада значительно ниже, чем у других элементов, связанных с радиоактивностью. Его наиболее естественная форма (уран-238) имеет период полураспада около 4,5 миллиарда лет.
Уран в основном используется в качестве ядерного топлива для производства электроэнергии на атомных электростанциях. Один килограмм урана-235 может генерировать около 80 тераджоулей энергии, что эквивалентно энергии, генерируемой 3000 тонн угля.
Это чрезвычайно токсичный элемент: прием соединений шестивалентного урана может привести к повреждению иммунной системы и врожденным дефектам.
10 самых тяжелых металлов в мире по плотности
Металлы окружают нас везде. Кухонная техника, велосипеды, машины, емкости для напитков и прочее состоит из различных металлов. Можно сказать, что металл стал краеугольным камнем человеческой жизни на планете. Однако они бывают довольно тяжелыми.
Если рассматривать вопросы тяжести какого-то металла, то часто под этим понимают его плотность, то есть, процентное соотношение массы к объему, занимаемому им. Существует еще один метод определения веса вещества – его относительная атомная масса. Наиболее увесистыми химическими элементами по этому параметру стали уран и плутоний.
Можно назвать десять наиболее тяжелых металлов на планете Земля, указав для них показатель плотности на один кубический сантиметр.
Тантал — 16,67 г/см³
Тантал представляет собой металл синевато-серого оттенка, чрезвычайно твердый, плавится при высокой температуре. При повышенном показателе твердости он демонстрирует пластичность, чем сильно схож с золотом. Он служит в качестве значимого компонента большинства современных приборов. Его применяют при выпуске конденсаторов, необходимых в производстве мобильных телефонов, компьютерной техники.
Уран — 19,05 г/см³
Уран представляет собой элемент, который стал наиболее тяжелым на планете, если брать в расчет его атомную массу, равную 238,0289 г/моль. В чистом виде он имеет вид серебристо-коричневого металла, плотность которого вдвое превосходит свинец. Используется в качестве базового компонента при создании ядерного вооружения наряду с плутонием.
Вольфрам — 19,29 г/см³
Является одним из наиболее плотных элементов планеты. Он обладает не только исключительными свойствами – повышенная проводимость электричества и тепла, стойкость к истиранию и кислотному воздействию, но и имеет несколько уникальных свойств. У него самая высокая температура плавления после углерода – 3422 градуса Цельсия. Закипает он при температуре 5555 градусов – этот показатель сопоставим с температурой на солнечной поверхности.
Вольфрам сопровождает оловянные руды, но становится препятствием при выплавке олова, так как превращает его в пену из шлаков. У этого элемента среди всех металлов самый минимальный коэффициент линейного расширения при нагревании.
Золото — 19,29 г/см³
Это драгоценный металл, который высоко ценится людьми с давних пор. На данный момент крупнейшие запасы золота есть в Америке. Эксперты говорят о том, что не скоро наступит момент, когда отпадет нужда в золоте. И этот элемент можно найти в листве эвкалипта, если он произрастает на золотоносной почве.
Плутоний — 19,80 г/см³
Этот металл занимает шестую позицию в списке самых тяжелых в мире. Он является одним из наиболее значимых для ядерных держав планеты. Среди всех химических элементов его можно назвать настоящим хамелеоном. Он демонстрирует очень красивое состояние окисления в водных растворах, и их цвет варьируется от шоколадного и фиолетового до зеленого и светло-оранжевого. Цвет зависит от того, насколько окислился плутоний, и какие соли кислот присутствуют.
Нептуний — 20,47 г/см³
Нептуний представляет собой металл, имеющий серебристый блеск. Его назвали в честь планеты Нептун, а открыли его геохимик Филипп Абельсон и химик Эдвин Макмиллан в 1940 году. Его используют для получения элемента плутония, расположенного на предыдущей позиции.
Рений — 21,01 г/см³
Рений – это слово, произошедшее от Rhenus (латынь), что означает Рейн. По названию уже можно догадаться, что данный элемент был найден в Германии. Его открыли немецкие химики Вальтер и Ида Ноддак. Этот элемент является последним из открытых, имеющих стабильные изотопы. Повышенная температура плавления делает рений в сочетании с вольфрамом, молибденом и остальными металлами в сплавах актуальным для создания компонентов авиации и ракетной техники.
Платина — 21,40 г/см³
Этот металл можно назвать одним из самых драгоценных в представленном перечне, если не обращать внимание на осмий и калифорний. Платина используется во множестве областей промышленности – от ювелирного производства до изготовления космической техники. На территории Российской Федерации группа компаний Норильский Никель является лидером по добыче и производству этого металла. ежегодно в стране добывают более 25 тонн металла.
Осмий — 22,61 г/см³
Осмий – это чрезвычайно твердый, но при этом хрупкий металл, который используется в чистом виде редко. Обычно его смешивают с иными плотными металлами, например, с платиной, чтобы создавать сложное хирургическое оборудование. Осмий – это название, происходящее от древнегреческого слова, переводимого, как «запах». Когда щелочной сплав осмиридия растворяют в жидкости, сразу появляется резкое амбре, схожее с запахом подгнившей редьки или хлора. Осмий и иридий – это два элемента, которые по весу вдвое превосходят свинец.
Иридий — 22,65 г/см³
Иридий – это самый тяжелый металл из всех открытых на данный момент. Его можно назвать элементом с максимальной плотностью. Однако все еще ведутся споры о том, какой металл тяжелее, осмий или иридий. Проблема в том, что плотность металлов снижается при наличии любой примеси, а их очень сложно получить в чистом виде. На данный момент есть только теоретическая расчетная плотность иридия. Он вдвое тяжелее ртути и втрое тяжелее железа.
Иридий, как и осмий, открыл английский химик Смитсон Теннант в начале 19 века. Этот элемент был найден случайно, а не целенаправленно, как все остальные. Его выявили в примеси, которая осталась после полного растворения платины.
Иридий используется преимущественно в качестве отвердителя сплавов на основе платины, необходимых для оборудования, которое должно противодействовать высоким температурам. Его добывают посредством переработки платиновой руды, и он становится побочным продуктом при добыче никеля.
Наименование иридий можно перевести с древнегреческого, как радуга. В составе металла присутствуют соли различных оттенков.
Самый тяжелый из элементов периодической таблицы Менделеева встречается в земных веществах крайне редко. Если отмечается его повышенная концентрация в каких-то образцах породы, то это говорит об их метеоритном происхождении.
Добыча иридия на планете ведется довольно активно. За год его добывают примерно 10 тысяч тонн. Самым крупным поставщиком на данный момент является Южная Африка.
Оценим лом по фото
Прикрепите фотографию металлолома и оставьте свои контактные данные. Наши специалисты рассчитают цену, по которой Вы сможете сдать данный металл в наших пунктах.
Отправляя форму, Вы принимаете условия политики конфиденциальности и соглашаетесь на обработку персональных данных.
ТОП 10 самых тяжелых металлов в мире + есть ли им применение в реальной жизни?
Вы знали, что изначально в таблице Менделеева содержалась нулевая группа, в которой наравне с инертными газами стоял эфир? Хотя сегодня не об этом.
10 млн долларов – именно в такую сумму оценивается 1 грамм самого редкого в мире металла калифорния. Второе место по редкости, соответственно, и по цене, занимает осмий.
Кроме того, он еще и самый тяжелый металл в мире, хотя некоторые ученые считают, что эту позицию должен занимать иридий.
Какой металл самый тяжелый?
Чтобы определить, что тяжелее, надо сравнить атомный вес и посмотреть, что обладает более высокой плотностью. По этим показателям на сегодняшний день самыми тяжелыми считаются осмий и уступающий ему на доли кубических сантиметров иридий. Представьте: кубик осмия с восьмисантиметровыми сторонами весит почти 12 кг!
Предлагаю взглянуть на фото самого тяжелого металла:
Красавцы, не правда?
Топ-10 самых тяжелых металлов в мире
Предлагаю ознакомиться с элементами согласно их рейтингу.
Тантал
Считается редким и не очень тяжелым металлом, он обладает плотностью 16,65 г/см³. Его используют хирурги – он практически не поддается разрушению и ржавчине, легок в обработке.
Уран
Плотность урана – 19,07 г/см³. Его основное отличие от собратьев – природная радиоактивность. В процессе трансформации, которые претерпевают атомы урана, вещество превращается в другой излучающий элемент. Цепочка превращений состоит из 14 этапов, один из них – преобразование в радий, последняя стадия – образование свинца. Правда, для полного перехода урана в свинец понадобится не один миллиард лет.
К прочтению: Инвестиции в золото: как выгодно вложить деньги
Вольфрам
Вольфрам (19,25 г/см³) в шутку называют идеальным кандидатом для подделки золотых слитков. Это самый тугоплавкий материал, температура плавления приближена к фотосфере Солнца – 3422 °C. Поэтому он лучше всего подходит для спиралей в лампах накаливания.
Золото
Плотность золота – 19,3 г/см³. Мягкое, тягучее, обладающее хорошей тепло- и электрической проводимостью, оно не боится химического воздействия. Золото находится не только на поверхности Земли. В 5 раз больше его содержится в ядре планеты.
Плутоний
Этот элемент – одна из ступеней радиоактивного преобразования урана. В недрах планеты он тоже есть, но в мизерных количествах. Плотность его составляет 19,7 г/см³. Из-за своей радиоактивности плутоний всегда теплый, при этом плохо проводит ток и тепло.
Нептуний
Это еще одно детище урана, полученное в ходе ядерных реакций. Плотность – 20,25 грамм на кубический сантиметр. Нептуний довольно мягкий и ковкий материал, который медленно вступает в реакцию с воздухом и водой.
Рений
Рений – еще один тугоплавкий, ковкий, стойкий к окислению элемент. Температура плавления – 2000 °C. В общей сложности мировые запасы элемента составляют примерно 17 000 тонн. Плотность рения – 21,03 г/см³. Его используют в медицине, ювелирном деле, вакуумной технике, электронных приборах и металлургии.
Платина
Платина – хоть и не самый тяжелый металл, но довольно близок к этому – 21,45 г/см³. Она используется не только ювелирами, но и хирургами, специалистами в области инвестиций, в химической и стекольной промышленности, автомобильном деле, биомедицине и электронике. Платина исключительно вынослива, а изделия из нее трудно поцарапать. Этот элемент встречается в 30 раз реже золота.
Осмий
Плотность 22,6 г/см³ – самый тяжелый в мире металл, он твердый, но довольно ломкий. Как его ни нагревай, свой блеск и серо-голубоватый оттенок он не потеряет ни при каких условиях. Его трудно обрабатывать, в основном залегает в местах падения метеоритов.
К прочтению: Особенности золота 525 пробы
Иридий
Разница между иридием и осмием по плотности – в сотых частях грамма. Иридий тугоплавкий, относится к редким, драгоценным. Не взаимодействует с кислотами, воздухом и водой. Применяется для контроля сварочных швов, а в палеонтологии и геологии используется в качестве индикатора слоя, сформировавшегося после падения метеорита.
Характеристики самого плотного металла
Ученые сошлись во мнении, что, несмотря на практически одинаковую плотность, иридий совсем чуть-чуть уступает самому тяжелому металлу. Однако полностью физико-химические свойства этих двух элементов пока не изучены.
Редкостью и трудозатратностью добычи обусловлена стоимость осмия – в среднем от $15 000 за грамм. Он внесен в группу платиновых и условно считается благородным, однако название металла противоречит статусу: по-гречески «осме» значит «запах». Из-за высокой химической активности осмий пахнет смесью чеснока или редьки с хлором.
Температура плавления самого тяжелого металла – 3033 °C, а кипит он при 5012 °C.
Застывая из расплава, осмий образует красивые кристаллы с интересным сине- или серебристо-голубым отливом. Но, несмотря на красоту, для изготовления драгоценных аксессуаров он не подходит, так как не обладает свойствами, необходимыми ювелирам: ковкостью и пластичностью.
Элемент ценен только из-за особой прочности. Сплавы, в которые добавляют совсем малые дозы самого тяжелого металла, становятся невероятно износостойкими. Обычно им покрывают узлы, подвергающиеся постоянному трению.
История открытия
18031804 годы стали для самого тяжелого металла поворотными: именно в это время его открытие проходило практически в условиях соревнований.
Сначала английский химик Смитсон Теннант и его ассистент Уильям Хайд Уолластон, совершившие не одно важное открытие, обнаружили в процессе эксперимента с платиновыми рудами и азотной и соляной кислотами необычный осадок с характерным запахом и поделились своей находкой с другими.
К прочтению: Где можно найти в России золото
Далее эстафету перехватили французские ученые Антуан де Фуркруа и Луи-Николя Воклен и на основе предыдущих и своих собственных исследований заявили об обнаружении нового элемента. Название ему дали «птен», что значит «летучий», так как в результате опытов они получали летучий черный дым.
Однако и Теннант не спал: он продолжал свои исследования и не упускал из виду опыты французов. В итоге Смитсон добился более конкретных результатов и в официальном документе, отправленном Лондонскому королевскому обществу, указал, что разделил птен на два родственных элемента: иридий («радуга») и осмий («запах»).
Где применяют
Список сфер применения довольно обширен: авиация, военная и ракетная техника, аэрокосмическая промышленность, медицина. Хотя производители оружия уже задумываются, чем можно заменить самый тяжелый в мире металл, так как осмий слишком трудно обрабатывать.
Почти половина мировых запасов самого тяжелого металла отдана на нужды химической промышленности. Им окрашивают живые ткани под микроскопом, обеспечивая их сохранность. Кроме того, его применяют как краситель при росписи фарфора.
Изотопы самого тяжелого металла используют для изготовления тары для хранения ядерных отходов.
А еще этот элемент используется для изготовления элитных «вечных» авторучек и часов «Ролекс».
Места природного залегания
В чистом виде осмий обнаружить практически нереально. Обычно этот тяжелый элемент встречается в соединении с иридием. Вещество содержится в месторождениях платиновых руд и на месте падения или в самих попавших на Землю метеоритах.
Заключение
Согласитесь, физика и химия за рамками школьной программы безумно интересна? В продолжение темы смотрите видео о самом тяжелом металле:
Подписывайтесь на обновления: обещаю впереди еще много занимательного! Делитесь статьей в соцсетях, а я буду ждать ваших комментариев!
Источник https://new-science.ru/7-samyh-tyazhelyh-elementov-na-zemle-po-atomnoj-masse/
Источник https://vtorlommet.ru/blog/top-10-samyh-tyazhelyh-metallov-v-mire-po-plotnosti
Источник https://xn—-ntbhhmr6g.xn--p1ai/dragmetallyi/top-10-samyih-tyazhelyih-metallov-v-mire-est-li-im-primenenie-v-realnoy-zhizni
