Trenutno je već poznato 126 kemijskih elemenata. Ali najteži među njima smatraju se Osmij (Os) i Iridij (Ir). Oba ova elementa su prijelazni metali i pripadaju skupini platine. Njihovi serijski brojevi u periodnom sustavu I.P. Mendeljejev 76 odnosno 77. Budući da su vrlo tvrdi, oba se metala mogu usporediti po gustoći. To je zbog činjenice da su vrijednosti gustoće izvedene čisto teoretski (22,562 g/cm³ (Ir) i 22,587 g/cm³ (Os)). A kod takvih izračuna uvijek postoji pogreška (± 0,009 g/cm³ za oba izračuna).

Povijest otkrića

Otkriće ovih elemenata povezuje se s imenom engleskog znanstvenika S. Tennanta. Godine 1803 proučavao je svojstva platine. A kada je ovaj metal reagirao sa smjesom kiselina ("aqua regia"), izoliran je netopljivi talog koji se sastoji od nečistoća. Proučavajući ovu tvar, S. Tennant je izdvojio nove elemente, koje je nazvao "iridij" i "osmij".
Element je dobio ime "iridij" ("duga") jer su njegove soli bile u raznim bojama. A "osmij" ("miris") je tako nazvan zbog oštrog mirisa osmijeva oksida OsO4, bliskog ozonu.

Svojstva

I osmij i iridij praktički se ne mogu preraditi. Imaju vrlo visoko talište. U kompaktnom obliku ne reagiraju s aktivnim medijima kao što su kiseline, lužine ili mješavine kiselina. Ova svojstva opažaju se kod osmija na temperaturama do 100°C, a kod iridija na temperaturama do 400°C.

Širenje

Najčešće iskopani oblik ovih elemenata je iridijev osmid. Ova se legura uglavnom nalazi u područjima prirodnih ruda platine i zlata. Još jedno mjesto gdje se iridij i osmij često nalaze su željezni meteoriti. Osmij bez iridija praktički se nikad ne nalazi u prirodi. Dok se iridij nalazi u kombinacijama s drugim metalima. Na primjer, u spojevima s rutenijem ili rodijem. Međutim, iridij ostaje jedan od najneuobičajenijih kemijskih elemenata na našem planetu. Njegova industrijska proizvodnja u svijetu ne prelazi 3 tone godišnje.
U ovom trenutku, regije koje su glavni izvori proizvodnje iridija i osmija su Kalifornija, Aljaska (SAD), Sibir (Rusija), Bushveld (Južna Afrika), Australija, Nova Gvineja, Kanada.

Fotografije najtežih metala

Video o najtežim metalima

Skupinu kemijskih elemenata koji imaju svojstva metala nazivamo teškim metalima. Njihova karakteristična osobina je velike atomske težine I visoke performanse gustoća.

Postoji nekoliko definicija ove skupine, ali u svakom tumačenju neizostavni pokazatelji su:

• atomska težina (ovaj pokazatelj trebao bi biti iznad 50);
• gustoća (mora prelaziti gustoću željeza - 8 g/cm3).

Općenito, sa klasifikacija teških metala važni pokazatelji:

• kemijska svojstva;
• fizička svojstva;
• biološka aktivnost;
• toksičnost.

Ništa manje relevantan je čimbenik prisutnosti u industrijskoj i gospodarskoj sferi.

Najteži metal

Znanstvenici se još uvijek raspravljaju koji je metal najteži:

• osmij (atomska masa - 76);
• iridij (atomska masa - 77).

Masa oba metala razlikuje se doslovno za tisućinke.

Iridij otkrio 1803. Englez Tennat.

Znanstvenik je radio s polimetalnom rudom, u kojoj je uočena prisutnost srebra, platine i olova u različitim omjerima.

Na čuđenje kemičara, tamo je pronađen i iridij. Otkriće engleskog kemičara bilo je jedinstveno, jer u zemljinoj kori praktički nema iridija. Pronalazi se samo ako je meteorit ikada pao na područje pretrage. Znanstvenici su skloni vjerovati da je mala prisutnost iridija u zemljinoj kori posljedica upravo njegove mase. Postoji znanstveno mišljenje da je najveći dio iridija doslovno "iscurio" u središte zemljine kore u vrijeme rođenja Zemlje.

Glavne karakteristike iridija su:

• otpornost na bilo koji mehanički i kemijski stres (iridij se praktički ne može obraditi ni na koji način);
• kolosalna kemijska inertnost.

U industriji izotop iridija paleontolozi koriste na iskapanjima kako bi utvrdili koji su od njih umjetnog podrijetla.

Osmij je otkriven godinu dana kasnije - 1804. godine. Pronađen je i u polimetalnim rudama. Ovaj se metal također obrađuje s najvećim poteškoćama, kako kemijskim tako i mehaničkim.

Na planeti Zemlji, osmij se, poput iridija, nalazi na mjestima udara meteorita.

Međutim, postoji nekoliko regija u kojima su zabilježene velike naslage osmija:

• Kazahstan;
• Amerika;
• Južna Afrika (ovdje je posebno veliko nalazište osmija).

U industriji se osmij koristi u proizvodnji žarulja sa žarnom niti. Osim toga, koristi se tamo gdje su potrebni vatrostalni materijali. A zbog povećane gustoće osmija usvojili su ga liječnici - od njega se izrađuju kirurški instrumenti.

Teški metali u tlu

Samu definiciju "teškog" stručnjaci često ne razmatraju s kemijskog, već s medicinskog aspekta. Osim toga, za ekologe je ovaj pojam relevantan i pri određivanju stupnja opasnosti pojedinog objekta za aktivnosti zaštite okoliša.

Prisutnost teških metala u tlu ovisi o sastavu stijene. Stijene, pak, nastaju u procesu razvoja teritorija. Kemijski sastav tlo je predstavljeno produktima trošenja stijena i ovisi o uvjetima ponavljane transformacije.

U suvremenom svijetu antropogena ljudska aktivnost uvelike određuje sastav tla. Teški metali su čimbenik onečišćenja tla. Klasificirani su kao otrovi jer su svi do jedne ili druge razine otrovni.

U nastajanju industrijska djelatnost kod ljudi se teški metali često miješaju s:

Zadatak ekoloških znanstvenika je stvoriti uvjete koji sprječavaju raspršivanje toksikanata u biosferi.

Korištenje metala u svakodnevnom životu počelo je u praskozorje ljudskog razvoja, a prvi metal bio je bakar, budući da je dostupan u prirodi i lako se obrađuje. Nije bez razloga što arheolozi tijekom iskapanja pronalaze razne proizvode i kućanske posuđe od ovog metala. U procesu evolucije ljudi su postupno naučili kombinirati različite metale, dobivajući sve više i više trajne legure, pogodan za izradu oruđa, a kasnije i oružja. Danas se eksperimenti nastavljaju, zahvaljujući kojima je moguće identificirati najjače metale na svijetu.

10.

• visoka specifična čvrstoća;
• otpornost na visoke temperature;
• niska gustoća;
• otpornost na koroziju;
• mehanička i kemijska otpornost.

Titan se koristi u vojne industrije, zrakoplovna medicina, brodogradnja i druga područja proizvodnje.

9.

Najpoznatiji element, koji se smatra jednim od najjačih metala na svijetu, i in normalnim uvjetima je slabo radioaktivan metal. U prirodi se nalazi u slobodnom stanju iu kiselim sedimentnim stijenama. Prilično je težak, široko rasprostranjen posvuda i ima paramagnetska svojstva, fleksibilnost, savitljivost i relativnu duktilnost. Uran se koristi u mnogim područjima proizvodnje.

8.

Poznat kao najvatrostalniji metal koji postoji, jedan je od najjačih metala na svijetu. Radi se o čvrstom prijelaznom elementu sjajne srebrnosive boje. Ima visoku čvrstoću, izvrsnu vatrostalnost i otpornost na kemijske utjecaje. Zbog svojih svojstava može se kovati i izvlačiti u tanku nit. Poznato kao volframova nit.

7.

Među predstavnicima ove skupine smatra se prijelaznim metalom visoke gustoće srebrnasto-bijele boje. U prirodi se pojavljuje u čistom obliku, ali se nalazi u molibdenu i bakrenim sirovinama. Odlikuje se visokom tvrdoćom i gustoćom, te ima izvrsnu vatrostalnost. Ima povećanu čvrstoću, koja se ne gubi zbog ponovljenih promjena temperature. Renij je skup metal i ima visoku cijenu. Koristi se u modernoj tehnologiji i elektronici.

6.

Sjajni srebrno-bijeli metal s blago plavičastom nijansom, pripada skupini platine i smatra se jednim od najjačih metala na svijetu. Slično iridiju, ima visoku atomsku gustoću, veliku čvrstoću i tvrdoću. Budući da osmij pripada platinasti metali, ima svojstva slična iridiju: vatrostalnost, tvrdoća, krhkost, otpornost na mehanička naprezanja, kao i na utjecaj agresivnih okolina. Široko se koristi u kirurgiji, elektronskoj mikroskopiji, kemijska industrija, raketarstvo, elektronička oprema.

5.

Pripada skupini metala i svjetlosivi je element relativne tvrdoće i visoke toksičnosti. Zbog svojih jedinstvenih svojstava, berilij se najviše koristi razna polja proizvodnja:

• nuklearna energija;
• Zrakoplovno inženjerstvo;
• metalurgija;
• laserska tehnologija;
• nuklearna energija.

Zbog svoje visoke tvrdoće, berilij se koristi u proizvodnji legiranih legura i vatrostalnih materijala.

4.

Sljedeći na popisu deset najjačih metala na svijetu je krom - tvrd metal visoke čvrstoće plavkasto-bijele boje, otporan na lužine i kiseline. U prirodi se javlja u čistom obliku i ima široku primjenu u raznim granama znanosti, tehnike i proizvodnje. Krom se koristi za stvaranje raznih legura koje se koriste u proizvodnji medicinskih i kemijskih proizvoda tehnološka oprema. Kada se spoji sa željezom, tvori leguru zvanu ferokrom, koja se koristi u proizvodnji alata za rezanje metala.

3.

Tantal zaslužuje broncu na ljestvici, jer je jedan od najjačih metala na svijetu. To je srebrnasti metal visoke tvrdoće i atomske gustoće. Zbog stvaranja oksidnog filma na površini ima olovnu nijansu.

Izrazita svojstva tantala su visoka čvrstoća, vatrostalnost, otpornost na koroziju i otpornost na agresivna okruženja. Metal je prilično duktilan metal i može se lako obraditi. Danas se tantal uspješno koristi:

• u kemijskoj industriji;
• tijekom izgradnje nuklearnih reaktora;
• u metalurškoj proizvodnji;
• pri stvaranju legura otpornih na toplinu.

2.

Drugo mjesto na ljestvici najtrajnijih metala na svijetu zauzima rutenij, srebrnasti metal koji pripada skupini platine. Njegova posebnost je prisutnost živih organizama u mišićnom tkivu. Vrijedna svojstva rutenija su visoka čvrstoća, tvrdoća, vatrostalnost, kemijska otpornost i sposobnost oblikovanja kompleksni spojevi. Rutenij se smatra katalizatorom mnogih kemijskih reakcija i služi kao materijal za proizvodnju elektroda, kontakata i oštrih vrhova.

1.

Na ljestvici najtrajnijih metala na svijetu nalazi se iridij - srebrno-bijeli, tvrdi i vatrostalni metal koji pripada skupini platine. U prirodi je element visoke čvrstoće iznimno rijedak i često se kombinira s osmijem. Zbog svoje prirodne tvrdoće teško se obrađuje i vrlo je otporan na kemikalije. Iridij vrlo teško reagira na izlaganje halogenima i natrijevom peroksidu.

Ovaj metal ima važnu ulogu u svakodnevnom životu. Dodaje se titanu, kromu i volframu kako bi se poboljšala otpornost na kisele sredine, koristi se u proizvodnji uredskog pribora i koristi se u nakitu za izradu nakita. Cijena iridija ostaje visoka zbog njegove ograničene prisutnosti u prirodi.

Ovaj osnovni popis od deset elemenata je najteži u smislu gustoće po kubnom centimetru. Međutim, imajte na umu da gustoća nije masa, ona jednostavno mjeri koliko je zbijena masa nekog objekta.

Sad kad ovo razumijemo, pogledajmo one najteže u cijelom poznatom svemiru.

10. Tantal

Gustoća po 1 cm³ - 16,67 g

Atomski broj tantala je 73. Ovaj plavo-sivi metal je vrlo tvrd i također ima super visoko talište.

9. Uran


Gustoća po 1 cm³ - 19,05 g

Otkriven 1789. od strane njemačkog kemičara Martina H. Klaprota, metal je postao pravi uran tek gotovo sto godina kasnije, 1841., zahvaljujući francuskom kemičaru Eugeneu Melchioru Peligotu.

8. Volfram (Wolframium)


Gustoća po 1 cm³ - 19,26 g

Volfram postoji u četiri različita minerala i također je najteži od svih elemenata te ima važnu biološku ulogu.

7. Zlato (Aurum)


Gustoća po 1 cm³ - 19,29 g

Kažu da novac ne raste na drveću, ali to se ne može reći za zlato! Na lišću stabala eukaliptusa pronađeni su mali tragovi zlata.

6. Plutonij


Gustoća po 1 cm³ - 20,26 g

Plutonij pokazuje šareno oksidacijsko stanje u vodenoj otopini, a također može spontano promijeniti oksidacijsko stanje i boju! Ovo je pravi kameleon među elementima.

5. Neptunij

Gustoća po 1 cm³ - 20,47 g

Nazvan po planetu Neptunu, otkrio ga je profesor Edwin McMillan 1940. godine. Također je postao prvi sintetski transuranijev element iz obitelji aktinida koji je otkriven.

4. Renij

Gustoća po 1 cm³ - 21,01 g

Ime ovoga kemijski element dolazi od latinske riječi "Rhenus", što znači "Rajna". Otkrio ga je Walter Noddack u Njemačkoj 1925. godine.

3. Platina

Gustoća po 1 cm³ - 21,45 g

Jedan od najdragocjenijih metala na ovom popisu (uz zlato), a koristi se za izradu gotovo svega. Čudna je činjenica da bi sva iskopana platina (svaki komadić) mogla stati u dnevnu sobu prosječne veličine! Ne puno, zapravo. (Pokušajte staviti sve zlato u njega.)

2. Iridij


Gustoća po 1 cm³ - 22,56 g

Iridij je 1803. u Londonu otkrio engleski kemičar Smithson Tennant zajedno s osmijem: elementi prisutni u prirodnoj platini kao nečistoće. Da, iridij je otkriven sasvim slučajno.

1. Osmij


Gustoća po 1 cm³ - 22,59 g

Ne postoji ništa teže (po kubnom centimetru) od osmija. Naziv ovog elementa dolazi od starogrčke riječi "osme", što znači "miris", budući da kemijske reakcije njegovog otapanja u kiselini ili vodi prati neugodan, postojan miris.

Osmij se trenutno definira kao najteža tvar na planetu. Samo jedan kubični centimetar ove tvari teži 22,6 grama. Otkrio ga je 1804. godine engleski kemičar Smithson Tennant; kada se zlato otopilo u epruveti, ostao je talog. To se dogodilo zbog osobitosti osmija; on je netopljiv u alkalijama i kiselinama.

Najteži element na planeti

To je plavkasto-bijeli metalni prah. U prirodi se pojavljuje u sedam izotopa, od kojih je šest stabilnih i jedan je nestabilan. Nešto je gušći od iridija, čija je gustoća 22,4 grama po kubnom centimetru. Od do sada otkrivenih materijala, najteža tvar na svijetu je osmij.

Pripada skupini lantanovih, itrijevih, skandijevih i drugih lantanida.

Skuplji od zlata i dijamanata

Iskopa se vrlo malo, oko deset tisuća kilograma godišnje. Čak i najveći izvor osmija, ležište Džezkazgan, sadrži oko tri desetmilijuntitka dijela. Tržišna vrijednost rijetkog metala u svijetu doseže oko 200 tisuća dolara po gramu. Štoviše, maksimalna čistoća elementa tijekom procesa pročišćavanja je oko sedamdeset posto.

Iako su ruski laboratoriji uspjeli dobiti čistoću od 90,4 posto, količina metala nije prelazila nekoliko miligrama.

Gustoća materije izvan planete Zemlje

Osmij je bez sumnje vođa najtežih elemenata na našem planetu. Ali ako pogled usmjerimo u svemir, tada će nam pažnja otkriti mnoge tvari teže od našeg “kralja” teških elemenata.

Činjenica je da u Svemiru postoje nešto drugačiji uvjeti nego na Zemlji. Gravitacija niza je toliko velika da tvar postaje nevjerojatno gusta.

Razmotrimo li strukturu atoma, otkrit ćemo da udaljenosti u međuatomskom svijetu pomalo podsjećaju na prostor koji vidimo. Gdje su planeti, zvijezde i drugi na prilično velikoj udaljenosti. Ostalo je okupirano prazninom. Upravo takvu strukturu imaju atomi, a s jakom gravitacijom ta se udaljenost znatno smanjuje. Sve do "prešanja" jednih elementarnih čestica u druge.

Neutronske zvijezde su super-gusti svemirski objekti

Tragajući izvan naše Zemlje, mogli bismo pronaći najtežu tvar u svemiru u neutronskim zvijezdama.

To su sasvim jedinstveni svemirski stanovnici, jedan od mogućih tipova zvjezdane evolucije. Promjer takvih objekata kreće se od 10 do 200 kilometara, s masom jednakom našem Suncu ili 2-3 puta većom.

Ovo kozmičko tijelo uglavnom se sastoji od neutronske jezgre, koja se sastoji od tekućih neutrona. Iako bi, prema pretpostavkama nekih znanstvenika, trebao biti u čvrstom stanju, pouzdanih informacija danas nema. Međutim, poznato je da se neutronske zvijezde, nakon što dostignu granicu kompresije, pretvaraju u kolosalno oslobađanje energije, reda veličine 10 43 -10 45 džula.

Gustoća takve zvijezde usporediva je, na primjer, s težinom Mount Everesta stavljenog u kutiju šibica. To su stotine milijardi tona u jednom kubnom milimetru. Na primjer, da bi bilo jasnije kolika je gustoća materije, uzmimo naš planet mase 5,9 × 1024 kg i "pretvorimo" ga u neutronsku zvijezdu.

Kao rezultat toga, da bi bila jednaka gustoći neutronske zvijezde, mora se smanjiti na veličinu obične jabuke, promjera 7-10 centimetara. Gustoća jedinstvenih zvjezdanih objekata raste kako se krećete prema središtu.

Slojevi i gustoća materije

Vanjski sloj zvijezde predstavljen je u obliku magnetosfere. Neposredno ispod njega, gustoća tvari već doseže oko jednu tonu po kubnom centimetru. S obzirom na naše znanje o Zemlji, ovo je trenutno najteža tvar od otkrivenih elemenata. Ali nemojte žuriti sa zaključcima.

Nastavimo istraživanje jedinstvenih zvijezda. Nazivaju se i pulsari jer velika brzina rotacija oko svoje osi. Ovaj pokazatelj za različite objekte kreće se od nekoliko desetaka do stotina okretaja u sekundi.

Nastavimo dalje s proučavanjem supergustih kozmičkih tijela. Nakon toga slijedi sloj koji ima karakteristike metala, ali je vjerojatno sličan po ponašanju i strukturi. Kristali su mnogo manji nego što vidimo u kristalnoj rešetki zemaljskih tvari. Da biste izgradili liniju kristala od 1 centimetra, morat ćete postaviti više od 10 milijardi elemenata. Gustoća u ovom sloju je milijun puta veća nego u vanjskom sloju. Ovo nije najteži materijal u zvijezdi. Slijedi sloj bogat neutronima, čija je gustoća tisuću puta veća od prethodnog.

Jezgra neutronske zvijezde i njena gustoća

Ispod je jezgra, to je mjesto gdje gustoća doseže svoj maksimum - dvostruko veća od gornjeg sloja. Tvar jezgre nebeskog tijela sastoji se od svih elementarnih čestica poznatih fizici. Time smo došli do kraja putovanja do jezgre zvijezde u potrazi za najtežom tvari u svemiru.

Čini se da je misija u potrazi za supstancama jedinstvenim po gustoći u svemiru dovršena. Ali svemir je pun misterija i neotkrivenih fenomena, zvijezda, činjenica i obrazaca.

Crne rupe u svemiru

Treba obratiti pozornost na ono što je već danas otvoreno. To su crne rupe. Možda ovi misteriozni objekti mogu biti kandidati za činjenicu da je najteža materija u svemiru njihova komponenta. Imajte na umu da je gravitacija crnih rupa toliko jaka da svjetlost ne može pobjeći.

Prema znanstvenicima, materija uvučena u područje prostor-vrijeme postaje toliko gusta da više nema prostora između elementarnih čestica.

Nažalost, iza horizonta događaja (tzv. granice gdje svjetlost i bilo koji objekt pod utjecajem gravitacije ne može izaći Crna rupa) slijede naša nagađanja i neizravne pretpostavke temeljene na emisijama flukseva čestica.

Brojni znanstvenici sugeriraju da se prostor i vrijeme miješaju izvan horizonta događaja. Postoji mišljenje da bi oni mogli biti "prolaz" u drugi svemir. Možda je to točno, iako je sasvim moguće da se iza tih granica otvara neki drugi prostor s potpuno novim zakonitostima. Područje gdje vrijeme mijenja “mjesto” s prostorom. Mjesto budućnosti i prošlosti određeno je jednostavno izborom slijeđenja. Kao naš izbor da idemo desno ili lijevo.

Potencijalno je moguće da u svemiru postoje civilizacije koje su ovladale putovanjem kroz vrijeme kroz crne rupe. Možda će ljudi s planete Zemlje u budućnosti otkriti tajnu putovanja kroz vrijeme.