Mikä on jaksopöydän tihein elementti?

Oletko koskaan miettinyt, mikä elementti on korkein tiheys tai massa tilavuusyksikköä kohti? Vaikka osmiumia pidetään yleensä suurimpana tiheytenä, vastaus ei ole aina totta. Tässä selitys tiheydestä ja siitä, kuinka arvo määritetään.

Tiheys on massa tilavuusyksikköä kohti. Se voidaan mitata kokeellisesti tai ennustaa aineen ominaisuuksien ja sen mukaan, miten se käyttäytyy tietyissä olosuhteissa. Kuten käy ilmi, kumpaakin kahta elementtiä voidaan pitää elementti, jolla on suurin tiheys: osmium tai Iridium. Sekä osmium että iridium ovat erittäin tiheät metallit, jokainen painaa noin kaksi kertaa niin paljon kuin lyijy. at huonelämpötila ja paine, osmiumin laskettu tiheys on 22,61 g / cm³ ja iridiumin laskettu tiheys on 22,65 g / cm³. Kokeellisesti mitattu arvo (röntgenkristallografiaa käyttäen) osmiumille on kuitenkin 22,59 g / cm³, kun taas iridiumin osuus on vain 22,56 g / cm³. Normaalisti osmium on tihein elementti.

Elementin tiheys riippuu kuitenkin monista tekijöistä. Näitä ovat elementin allotrooppi (muoto), paine ja lämpötila, joten tiheydelle ei ole yhtä arvoa. Esimerkiksi vetykaasulla maan päällä on erittäin alhainen tiheys, mutta samalla auringon elementillä on tiheys, joka ylittää joko maapallon osmiumin tai iridiumin. Jos sekä osmiumin että iridiumin tiheys mitataan tavanomaisissa olosuhteissa, osmium saa palkinnon. Silti hiukan erilaiset olosuhteet voivat aiheuttaa iridiumin ilmestymisen eteenpäin.

Huoneenlämpötilassa ja yli 2,98 GPa: n paineessa iridium on tiheämpi kuin osmium, tiheys 22,75 grammaa kuutiometriä kohti.

Jos oletetaan, että osmiumilla on korkein tiheys, saatat ihmetellä, miksi korkeamman atomiluvun elementit eivät ole tiheämpiä. Loppujen lopuksi jokainen atomi painaa enemmän. Mutta tiheys on massa tilavuusyksikköä kohti. Osmiumilla (ja iridiumilla) on erittäin pieni atomisäde, joten massa pakataan pieneen tilavuuteen. Syy tähän tapahtuu f-elektronien kiertoradat ovat supistuneet n = 5 ja n = 6 kiertoradalla, koska niissä olevat elektronit eivät ole hyvin suojattu positiivisesti varautuneen ytimen houkuttelevalta voimalta. Lisäksi korkea atomisarvo osmiumia tuo relativistisia vaikutuksia peliin. Elektronit kiertävät atomin ytimen niin nopeasti, että niiden näennäinen massa kasvaa ja s-kiertorata pienenee.

Hämmentynyt? Lyhyesti sanottuna, osmium ja iridium ovat tiheämpiä kuin lyijy ja muut alkuaineet, joilla on suurempi atomiluku, koska nämä metallit yhdistävät suuren atominumeron pienen atomisäde.

Basaltti on kivityyppi, jolla on korkein tiheys. Keskimääräisen arvon ollessa noin 3 grammaa kuutiometriä kohti se ei edes ole lähellä metallien arvoa, mutta on silti raskas. Koostumuksestaan ​​riippuen dioriittia voidaan myös pitää haastajana.

Tihein neste maan päällä on nestemäinen elementti elohopea, jonka tiheys on 13,5 grammaa kuutiometriä kohti.