Jaki jest najcięższy element?
Dlaczego trudno jest zidentyfikować pierwiastek o największej gęstości
To jest zdjęcie kryształu ultraczystego metalu osmu. Kryształ osmu powstał w wyniku reakcji transportu chemicznego w gazowym chlorze. Alchemik-hp, licencja Creative Commons
Zastanawiasz się, który pierwiastek jest najcięższy? Istnieją trzy możliwe odpowiedzi na to pytanie, w zależności od tego, jak zdefiniujesz „najcięższy” i warunków pomiaru. Osm i iryd to pierwiastki o największej gęstości, natomiast oganesson to pierwiastek o największej masie atomowej.
Kluczowe dania na wynos: najcięższy element
- Istnieją różne sposoby definiowania najcięższego pierwiastka chemicznego.
- Najcięższym pierwiastkiem pod względem masy atomowej jest pierwiastek 118 lub oganesson.
- Pierwiastek o największej gęstości to osm lub iryd. Gęstość zależy od temperatury i struktury krystalicznej, więc to, który pierwiastek jest najbardziej gęsty, zmienia się w zależności od warunków.
Najcięższy pierwiastek pod względem masy atomowej
Najcięższym pierwiastkiem pod względem najcięższego na daną liczbę atomów jest pierwiastek o największej masie atomowej. Jest to pierwiastek o największej liczbie protonów, czyli obecnie pierwiastek 118, oganesson lub jedna noc . Gdy zostanie odkryty cięższy pierwiastek (np. pierwiastek 120), stanie się on nowym najcięższym pierwiastkiem. Ununoctium jest najcięższym pierwiastkiem, ale jest wytworzony przez człowieka. Najcięższym naturalnie występującym pierwiastkiem jest uran (liczba atomowa 92, masa atomowa 238.0289).
Najcięższy pierwiastek pod względem gęstości
Innym sposobem spojrzenia na ciężkość jest gęstość, która jest masą na jednostkę objętości. Każdy z dwóch elementów można uznać za element o największej gęstości : osm oraz iryd . Gęstość pierwiastka zależy od wielu czynników, więc nie ma jednej liczby określającej gęstość, która pozwoliłaby nam zidentyfikować jeden lub drugi pierwiastek jako najbardziej gęsty. Każdy z tych pierwiastków waży około dwa razy więcej niż ołów. Obliczona gęstość osmu wynosi 22,61 g/cm3a obliczona gęstość irydu wynosi 22,65 g/cm3, chociaż nie zmierzono eksperymentalnie gęstości irydu przekraczającej gęstość osmu.
Dlaczego osm i iryd są tak ciężkie?
Chociaż istnieje wiele pierwiastków o wyższych wartościach masy atomowej, osm i iryd są najcięższe. Dzieje się tak, ponieważ ich atomy są ciaśniej upakowane w formie stałej. Powodem tego jest to, że ich orbitale f elektronów są zagęszczone, gdy n=5 i n=6. Z tego powodu orbitale odczuwają przyciąganie do dodatnio naładowanego jądra, więc rozmiar atomu kurczy się. Nie bez znaczenia są również efekty relatywistyczne. Elektrony na tych orbitach krążą wokół jądra atomowego tak szybko, że ich masa pozorna wzrasta. Kiedy tak się dzieje, orbital s kurczy się.
Źródło
- KCH: Kuchling, Horst (1991) Oprawa miękka fizyki , wydanie 13, Verlag Harri Deutsch, Thun i Frankfurt nad Menem, wydanie niemieckie. ISBN 3-8171-1020-0.