Цікаві факти про всесвіт. Яка найважча речовина на Землі? А у космосі? Найнещільніша речовина у всесвіті
Серед речовин завжди намагаються виділити ті, які мають крайній ступінь певної властивості. Людей завжди приваблювали найтвердіші матеріали, найлегші чи важкі, легко та тугоплавкі. Ми винайшли поняття ідеального газу та ідеально чорного тіла, а потім намагалися знайти максимально наближені до цих моделей природні аналоги. В результаті людині вдалося знайти чи створити дивовижні речовини.
1. Найчорніша речовина
Ця речовина здатна поглинати до 99,9% світла, практично ідеальне чорне тіло. Його отримали з особливо з'єднаних шарів вуглецевих нанотрубок. Поверхня отриманого матеріалу шорстка і практично не відбиває світло. Області застосування для такої речовини великі – від суперпровідникових систем до покращення властивостей оптичних систем. Наприклад, за рахунок застосування подібного матеріалу вдалося підняти якість телескопів і набагато підвищити ефективність сонячних батарей.
2. Найбільш пальне речовина
Мало хто не чув про напалм. Але це лише один із представників класу сильних горючих речовин. До них відноситься і стироф, і особливо трифторид хлору. Цей сильний окислювач може спалахнути навіть скло, бурхливо реагує практично з усіма неорганічними та органічними сполуками. Відомі випадки, коли пролита тонна трифториду хлору внаслідок пожежі пропалила вглиб на 30 сантиметрів бетонне покриття майданчика та ще метрову гравійно-піщану подушку. Були спроби використовувати речовину як бойове отруйне або ракетне паливо, але їх залишили через надто велику небезпеку.
3. Отруйна речовина
Найсильніша отрута на землі є одночасно і одним із найпопулярніших косметичних засобів. Йдеться про ботулотоксини, що в косметології застосовуються під назвою ботокс. Ця речовина є продуктом життєдіяльності бактерій Clostridium botulinum і має найбільшу молекулярну масу серед білків. Саме цим обумовлені його властивості як найсильнішої отруйної речовини. Достатньо 0,00002 мг.мин/л сухої речовини, щоб зробити на 12 годин зону ураження смертельною для людини. Крім того, ця речовина чудово вбирається зі слизових і викликає сильні неврологічні симптоми.
4. Найгарячіша речовина
У глибинах зірок горять ядерні багаття, досягаючи неймовірних температур. Але людині вдалося наблизитись до цих цифр, отримавши кварк-глюонний «суп». Ця речовина має температуру 4 трильйони градусів Цельсія, що у 250 тисяч разів гарячіше за Сонце. Воно отримано при зіткненні майже світлової швидкості атомів золота, у результаті було розплавлено нейтрони і протони. Щоправда, проіснувала ця речовина всього трильйонну одну трильйонну секунду і займала одну трильйонну сантиметра.
У цій номінації рекордсменом стає фторидно-сурм'яна кислота. Вона в 21019 разів більш їдка, ніж сірчана кислота, здатна проплавити скло та вибухнути при додаванні води. До того ж вона виділяє смертельно отруйні випари.
6. Найбільш вибухонебезпечна речовина
Октоген є найсильнішим вибуховим речовиною, до того ж стійким до високих температур. Саме це робить його незамінним у військовій справі – для створення кумулятивних зарядів, пластитів, потужної вибухівки, наповнювачів для запалів ядерних зарядів. Також октоген застосовують і в мирних цілях, наприклад, при бурінні високотемпературних газових і нафтових свердловин, а також як компонент твердого ракетного палива. Є у октогену і аналог гептанітрокубан, який має ще більшу вибухову міць, але й дорожчий, а тому застосовується більше в лабораторних умовах.
7. Найбільш радіоактивна речовина
Ця речовина не має у природі стабільних ізотопів, при цьому генерує величезну кількість радіоактивного випромінювання. Один із ізотопів, «полоній-210», використовується для створення дуже легких, компактних і при цьому найпотужніших нейтронних джерел. Крім того, у сплавах з деякими металами полоній використовують для створення джерел тепла для атомних установок, зокрема подібні пристрої використовують у космосі. При цьому через короткий напіврозпад цього ізотопу він є високотоксичною речовиною, здатною викликати важку променеву хворобу.
8. Найважча речовина
У 2005 році німецькі вчені сконструювали речовину у вигляді алмазного наностержня. Він є набір алмазів в наномасштабі. Така речовина має найменший ступінь стиснення і найбільшу питому щільність із відомих людству. Крім того, покриття з подібного матеріалу матиме величезну зносостійкість.
9. Найсильніша магнітна речовина
Ще одне створення фахівців із лабораторій. Воно було отримано на основі заліза та азоту в 2010 році. Поки деталі тримають у секреті, оскільки попередню речовину в 1996 році не вдалося повторно відтворити. Але вже відомо, що рекордсмен має на 18% сильніші магнітні властивості, ніж найближчий аналог. Якщо ця речовина стане доступною у промислових масштабах, то очікується появи найпотужніших електромагнітних двигунів.
10. Найбільш сильна надплинність
Гелій II має високу термопровідність і повну відсутність в'язкості при екстремально низьких температурах, тобто виявляє властивість надплинності. Він здатний проникати через тверді матеріали, мимоволі виливатися з будь-якого контейнера. Ця речовина може стати ідеальним термопровідником, в якому тепло рухається швидше як хвиля і не розсіюється.
Використана:За містом
Щільність або точніше, об'ємна масова щільність речовини є її масою на одиницю об'єму (позначається в кг/м3
).
У космосі найщільніший об'єкт, що спостерігається до теперішнього часу, є нейтронною зіркою - ядром колапсуючим масивної зірки, маса якої вдвічі більша за масу Сонця.Але як щодо Землі?Який щільний матеріал на Землі?
1. Осмій, Щільність: 22,59 г/см3
Осмій, мабуть, найщільніший природний елемент Землі, який належить до дорогоцінної платинової групи металів.Ця блискуча речовина має вдвічі більшу густину свинцю і трохи більше, ніж у іридію.Вперше він був відкритий Смітсоном Теннантом і Вільямом Хайдом Волластоном ще в 1803 році, коли вони вперше ізолювали цей стабільний елемент від платини. Він в основному використовується в матеріалах, де надзвичайно важлива висока міцність.
2. Іридій, Щільність: 22,56 г/см3
Іридій - твердий, блискучий і один із найщільніших перехідних металів у платиновій групі.Він також є найстійкішим до корозії металом, відомим дотепер, навіть за екстремальних температур 2000 °C.Він був відкритий у 1803 році Смітсоном Теннантом серед нерозчинних домішок у природній платині.
3. Платина, Щільність: 21,45 г/см3
Платина є надзвичайно рідкісним металом на Землі із середнім вмістом 5 мікрограмів на кілограм.Південна Африка є найбільшим виробником платини з 80% світового виробництва, а також невеликим внеском США та Росії.Це щільний, пластичний та нереактивний метал.
Крім символу престижу (ювелірні вироби або будь-які аналогічні аксесуари), платина використовується в різних галузях, таких як автомобільна промисловість, де вона використовується для виробництва пристроїв контролю викидів автомобілів та переробки нафти.Інші малі області застосування включають, наприклад, медицину та біомедицину, обладнання для виробництва скла, електроди, протипухлинні препарати, датчики кисню, свічки запалювання.
4. Реній, Щільність: 21,2 г/см 3
Елемент Реній названо на честь річкиРейн у Німеччині після того, як його знайшли трьома німецькими вченими на початку 1900-х років.Як і інші метали платинової групи, реній є дорогоцінним елементом Землі і має другу найвищу температуру кипіння, третю найвищу температуру плавлення будь-якого відомого елемента на Землі.
Через такі екстремальні властивості реній (у вигляді суперсплавів) широко використовується в лопатках турбін і соплах, що рухаються, практично всіх реактивних двигунів у всьому світі.Це також один з кращих каталізаторів риформінгу нафти (рідкої вуглеводневої суміші), ізомеризації та гідрування.
5. Плутоній, Щільність: 19,82 г/см3
В даний час плутоній є найщільнішим радіоактивним елементом у світі.Вперше він був виділений улабораторії Каліфорнійського університету у 1940 році, коли дослідники підірвали уран-238 у величезному циклотроніПотім перше велике застосування цього смертоносного елемента в Манхеттенському проекті, де значну кількість плутонію було використано для детонації «Товстуна», ядерної зброї, застосованої в японському місті Нагасакі.
6. Золото, Щільність: 19,30 г/см3
Золото є одним із найцінніших, популярних та затребуваних металів на Землі.Мало того, що, згідно з нинішнім розумінням, золото насправді походить від вибухів наднових у далекому космосі.Згідно з періодичною таблицею, золото належить до групи з 11 елементів, відомих як перехідні метали.
7. Вольфрам, Щільність: 19,25 г/см3
Найбільш поширене використання вольфраму в лампах розжарювання та рентгенівських трубах, де його висока температура плавлення важлива для ефективної роботи в умовах сильної спеки.У чистому вигляді його температура плавлення, мабуть, найвища з усіх металів, знайдених Землі.Китай є найбільшим виробником вольфраму у світі, потім йдуть Росія та Канада.
Його надзвичайно висока міцність на розтягування та відносно невелика вага також зробили його відповідним матеріалом для виробництва гранат та снарядів, де він легується іншими важкими металами, такими як залізо та нікель.
8. Уран, Щільність: 19,1 г/см3
Як і торій, уран також слабко радіоактивний.Природно, уран міститься у трьох різних ізотопах: уран-238, уран-235 та рідше уран-234.Існування такого елемента було вперше виявлено ще в 1789 році, але його радіоактивні властивості були відкриті тільки в 1896 Еженом-Мельхіором Пеліго, і його практичне використання вперше було застосовано в 1934 році.
9. Тантал, Щільність: 16,69 г/см3
Тантал відноситься до тугоплавкої групи металів, яка становить незначну частку різних типів сплавів.Він твердий, рідкісний і має високу стійкість до корозії, що робить його ідеальним матеріалом для високопродуктивних конденсаторів, які ідеально підходять для домашніх комп'ютерів та електроніки.
Інше важливе застосування танталу - в хірургічних інструментах та вімплантатах тілачерез його здатність безпосередньо зв'язуватися з твердими тканинами всередині нашого тіла.
10. Ртуть, Щільність: 13,53 г/см 3
На мій погляд, ртуть є одним із найцікавіших елементів періодичної таблиці.Це один із двох твердих елементів, який стає рідким при нормальній кімнатній температурі та тиску, а інший – бром.Температура замерзання складає -38,8°C, а кипіння – близько 356,7°C.
Найсильнішим стабільним окислювачем, є комплекс дифториду криптону та пентафториду сурми. Через сильну окислювальну дію (окислює всі елементи у вищі ступені окислення, у тому числі кисень і азот повітря) для нього дуже важко виміряти електродний потенціал. Єдиний розчинник, який реагує з ним досить повільно – безводний фтористий водень.
Найбільш щільною речовиноює осмій. Його густина становить 22,5 г/см 3 .
Найлегший метал– це літій. Його густина становить 0,543 г/см 3 .
Найдорожчий метал– це каліфорній. Його вартість в даний час складає 6500000 доларів за 1 грам.
Найпоширеніший елемент у земній корі- це кисень. Його вміст становить 49% від маси земної кори.
Найрідкісніший елемент у земній корі- Це астат. Його зміст у всій земній корі, за оцінками фахівців, складає всього 0,16 грам.
Найгорючішою речовиною, є, мабуть, дрібний порошок цирконію. Щоб він не міг горіти, потрібно помістити його в атмосферу інертного газу на пластину з матеріалу, що не містить неметалів.
Речовиною з найменшою температурою кипінняє гелій. Його температура кипіння дорівнює -269 градусів за Цельсієм. Гелій - єдина речовина, яка не має температури плавлення при звичайному тиску. Навіть за абсолютного нулі він залишається рідким. Рідкий гелій широко використовується у кріогенній техніці.
Найтугоплавкіший метал- це вольфрам. Його температура плавлення становить +3420 градусів за Цельсієм. З нього виготовляють нитки розжарювання для електричних лампочок.
Найтугоплавкіший матеріал- це сплав карбідів гафнію та танталу (1:1). Він має температуру плавлення +4215°С.
Найбільш легкоплавким металом, є ртуть. Її температура плавлення дорівнює -38,87 градусів за Цельсієм. Вона ж є найважчою рідиною, її густина становить 13,54 г/см 3 .
Найвищу розчинність у воді серед твердих речовинмає трихлорид сурми. Його розчинність при +25 С становить 9880 г на літр.
Найлегшим газом, є водень. Маса 1 літра становить лише 0,08988 грам.
Найважчим газом за кімнатної температуриє гексафторид вольфраму (т. кип. +17 С). Його маса становить 12,9 г/л, тобто. у ньому можуть плавати деякі види пінопласту.
Найстійкішим до кислот металомє іридій. До цих пір не відомо жодної кислоти або їх суміші, в яких він розчинявся б.
Найширший діапазон концентраційних меж вибуховостімає сірковуглець. Вибухатися можуть усі суміші парів сірковуглецю з повітрям, що містять від 1 до 50 об'ємних відсотків сірковуглецю.
Найсильнішою стабільною кислотоює розчин пентафториду сурми у фтористому водні. Залежно від концентрації пентафториду сурми, ця кислота може мати показник Гаммета до -40.
Найнезвичайнішим аніоном у соліє електрон. Він входить до складу електриду 18-краун-6 комплексу натрію.
Рекорди для органічних речовин
Найбільш гіркою речовиною, є денатонію сахаринат. Його одержали випадково, під час дослідження денатонію бензоату. Поєднання останнього із натрієвою сіллю сахарину дало речовину в 5 разів гіршу, ніж попередній рекордсмен (денатонія бензоат). В даний час обидві ці речовини використовуються для денатурації спирту та інших нехарчових продуктів.
Найсильнішою отрутою, є ботулінічний токсин типу А. Його летальна доза для мишей (ЛД50, внутрішньочеревно) становить 0,000026 мкг/кг ваги. Це білок з молекулярною масою 150 000, що продукується бактерією Clostridium botulinum.
Найбільш нетоксичною органічною речовиноює метан. При збільшенні його концентрації інтоксикація виникає через нестачу кисню, а чи не внаслідок отруєння.
Найсильніший адсорбент, був отриманий у 1974 році з похідного крохмалю, акриламіду та акрилової кислоти. Ця речовина здатна утримувати воду, маса якої в 1300 разів перевищує її власну.
Найбільш смердючими сполукамиє етилселенол і бутилмеркаптан. Концентрація яку людина може виявити по запаху така мала, що досі немає методів, що дозволяють її точно визначити. За оцінками величина її становить 2 нанограми на кубометр повітря.
Найсильнішою галюциногенною речовиною, є діетиламід l-лізергінової кислоти Доза всього в 100 мікрограмів викликає галюцинації, що тривають близько доби.
Найсолодшою речовиною, є N-(N-циклононіламіно(4-ціанофеніліміно)метил)-2-амінооцтова кислота Ця речовина в 200 000 разів перевершує по солодощі 2% розчин сахарози, але через свою токсичність, застосування як підсолоджувача, очевидно, не знайде. З промислових речовин найсолодшим є талін, який у 3 500 - 6 000 разів солодший за сахарозу.
Найповільнішим ферментом, є нітрогеназа, що каталізує засвоєння бульбочковими бактеріями атмосферного азоту Повний цикл перетворення однієї молекули азоту на 2 іони амонію займає півтори секунди.
Найсильнішим наркотичним анальгетикомє, мабуть, речовина, синтезована в Канаді у 80-х роках. Його ефективна анальгетична доза для мишей (підшкірне введення) становить всього 3,7 нанограма на кілограм ваги, тобто він у 500 разів сильніший за етерфін.
Органічною речовиною з найбільшим вмістом азотує біс(діазотетразоліл)гідразин. Він містить 875% азоту. Ця вибухова речовина надзвичайно чутлива до удару, тертя та тепла.
Речовиною з найбільшою молекулярною масоює гемоціанін равлики (переносить кисень). Його молекулярна маса становить 918 000 000 дальтонів, що більше молекулярної маси навіть ДНК.
"найбільш екстремальний" варіант. Звичайно, ми всі чули історії про магніти, досить сильні, щоб зсередини травмувати дітей, і кислоти, які пройдуть через ваші руки за лічені секунди, але існують навіть «екстремальніші» варіанти.
1. Найчорніша матерія, відома людині
Що станеться, якщо накласти один на одного краї вуглецевих нанотрубок та чергувати шари з них? Вийде матеріал, який поглинає 99.9% світла, яке потрапляє на нього. Мікроскопічна поверхня матеріалу є нерівною і шорсткою, яка заломлює світло і при цьому є поганою поверхнею, що відбиває. Після цього спробуйте використовувати вуглецеві нанотрубки як суперпровідники в певному порядку, що робить їх прекрасними поглиначами світла, і у вас вийде справжня чорна буря. Вчені серйозно спантеличені потенційними варіантами застосування цієї речовини, оскільки, фактично, світло не «губиться», то речовина могла б використовуватися для поліпшення оптичних пристроїв, наприклад телескопів і навіть використовуватися для сонячних батарей, що працюють майже зі 100% ефективністю.
2. Найгорючіша речовина
Багато речей горить з разючою швидкістю, наприклад, стирофом, напалм і це тільки початок. Але що якби була речовина, яка могла б охопити вогнем землю? З одного боку, це провокаційне питання, але воно було задано як відправна точка. Трифторид хлору має сумнівну славу як жахливо горючу речовину, при тому, що нацисти вважали, що ця речовина надто небезпечна для роботи. Коли люди, які обговорюють геноцид, вважають, що метою їхнього життя є не використати будь-що, тому що це надто смертельно, це підтримує обережне поводження з цими речовинами. Кажуть, що одного разу пролилася тонна речовини та почалася пожежа, і вигоріло 30,5 см бетону та метр піску з гравієм, доки все не вщухло. На жаль, нацисти мали рацію.
3. Найотруйніша речовина
Скажіть, що б ви найменше хотіли, що могло б потрапити на ваше обличчя? Це цілком могла бути найбільша смертоносна отрута, яка по праву займе 3 місце серед основних екстремальних речовин. Така отрута дійсно відрізняється від того, що пропалює бетон, і від найсильнішої кислоти у світі (яку скоро винайдуть). Хоча й не зовсім так, але ви всі, без сумнівів, чули від медичної спільноти про ботокс, і завдяки йому прославився самий смертоносний отрута. Ботокс використовує ботулотоксин, що породжується бактерією «клостридіум ботулінум», і вона дуже смертоносна, і її кількості, рівної крупинці солі, достатньо, щоб убити людину вагою 200 фунтів (90,72 кг; прим. mixednews). Насправді вчені розрахували, що достатньо розпорошити всього 4 кг цієї речовини, щоб убити всіх людей на землі. Напевно, орел би вчинив набагато гуманніше з гримучою змією, ніж ця отрута з людиною.
4. Найгарячіша речовина
Існує дуже мало речей у світі, відомих людині як щось гарячіше, ніж внутрішня поверхня нещодавно розігрітого в мікрохвильовій печі Hot Pocket, але ця речовина, здається, поб'є і цей рекорд. Створена зіткненням атомів золота при майже світловій швидкості, речовину називають кварк-глюонним «супом», і вона досягає божевільних 4 трильйонів градусів Цельсія, що майже в 250 000 разів гаряча речовина всередині Сонця. Величина енергії, що випускається при зіткненні, була б достатньою, щоб розплавити протони та нейтрони, що саме по собі має такі особливості, про які ви навіть не підозрювали. Вчені кажуть, що ця речовина могла б нам дати уявлення про те, на що було схоже народження нашого Всесвіту, тому варто з розумінням поставитися до того, що крихітні наднові не створюються заради забави. Тим не менш, дійсно хороші новини полягають у тому, що «суп» займав одну трильйонну сантиметра і тривав протягом трильйонної однієї трильйонної секунди.
5. Найїдкіша кислота
Кислота - це жахлива речовина, одного з найстрашніших монстрів у кіно наділили кислотною кров'ю, щоб зробити його ще жахливішим, ніж просто машина для вбивства («Чужий»), тому всередині нас укоренилося, що вплив кислотою - це дуже погано. Якби «чужих» наповнили фторидно-сурм'яною кислотою, то вони б не тільки провалилися глибоко через підлогу, а й пари, що випускаються від їхніх мертвих тіл, убили б усе навколо них. Ця кислота в 21019 разів сильніша, ніж сірчана кислота і може просочитися через скло. І вона може вибухнути, якщо додати води. І під час її реакції виділяються отруйні випари, які можуть вбити будь-кого в приміщенні.
6. Найбільш вибухонебезпечна вибухівка
Насправді це місце ділять зараз два компоненти: октоген і гептанітрокубан. Гептанітрокубан головним чином існує в лабораторіях, і аналогічний октогену, але має більш щільну структуру кристалів, що несе в собі більший потенціал руйнування. Октоген, з іншого боку, існує в досить великих кількостях, що може загрожувати фізичному існуванню. Він використовується в твердому паливі для ракет і навіть для детонаторів ядерної зброї. І останнє є найжахливішим, оскільки незважаючи на те, з якою легкістю це відбувається в кіно, початок розщеплення/термоядерної реакції, яка призводить до яскравих ядерних хмар, що світяться, схожих на гриб, не є простим завданням, але октоген чудово з нею справляється.
7. Найбільш радіоактивна речовина
Говорячи про радіацію, варто згадати про те, що зелені стрижні «плутонія», що світяться, показані в «Сімпсонах» - це всього лише вигадка. Якщо щось радіоактивне, це зовсім не означає, що воно світиться. Варто про це згадати, оскільки «полоній-210» настільки радіоактивний, що світиться блакитним. Колишнього радянського шпигуна, Олександра Литвиненка ввели в оману, коли йому додали в їжу цієї речовини, і незабаром він помер від раку. Це не та річ, з якою ви захочете пожартувати, свічення викликається повітрям навколо речовини, на яку впливає радіація, і дійсно об'єкти навколо можуть нагріватися. Коли ми говоримо «радіація», ми думаємо, наприклад, про ядерний реактор або вибух, де дійсно відбувається реакція поділу. Це лише виділення іонізованих частинок, а не розщеплення атомів, що не вийшло з-під контролю.
8. Найважча речовина
Якщо ви думали, що найважча речовина на Землі - це алмази, це був хороший, але неточний здогад. Це технічно створений алмазний наностержень. Це фактично сукупність з алмазів нано-масштабу, з найменшим ступенем стиснення і найважча речовина, відома людині. Насправді його не існує, але що було б дуже доречним, оскільки це означає, що колись ми могли б покрити наші машини цим матеріалом і просто позбутися від неї, коли відбудеться зіткнення з поїздом (нереальна подія). Цю речовину винайшли в Німеччині в 2005 році і, можливо, її використовуватимуть так само, як і промислові алмази, за винятком тієї обставини, що нова речовина більш стійка до зносу, ніж звичайні алмази.
9. Наймагнітніша речовина
Якби індуктор був невеликим чорним шматком, то це була б та сама речовина. Речовина, розроблена в 2010 році із заліза та азоту, має магнітні здібності, які на 18% більше, ніж попередній «рекордсмен», і є настільки потужним, що змусив вчених переглянути, як працює магнетизм. Людина, яка відкрила цю речовину, дистанціювалася зі своїми вивченнями, щоб ніхто з інших вчених не зміг би відтворити його роботу, оскільки повідомлялося, що аналогічне з'єднання розроблялося в Японії в минулому 1996 р., але інші фізики не змогли його відтворити, тому офіційно цю речовину не прийняли. Незрозуміло, чи японські фізики мають пообіцяти зробити «Сепуку» за цих обставин. Якщо цю речовину можна буде відтворити, це може означати нове століття ефективної електроніки та магнітних двигунів, можливо, посилені за потужністю на порядок.
10. Найбільш сильна надплинність
Надплинність є станом речовини (подібно до твердого або газоподібного), яке має місце при екстремально низьких температурах, має високу термопровідність (кожна унція цієї речовини повинна мати таку саму температуру) і ніякої в'язкості. Гелій-2 є найхарактернішим представником. Чашка «гелію-2» мимоволі підніметься та виллється з контейнера. «Гелій-2» також проникне через інші тверді матеріали, оскільки повна відсутність сили тертя дозволяє текти йому через інші невидимі отвори, через які не міг би витекти звичайний гелій (або вода для цього випадку). «Гелій-2» не приходить у потрібний стан при числі 1, ніби в нього є здатність діяти на свій розсуд, хоча це також найефективніший термопровідник на Землі, в кілька сотень разів кращий за мідь. Теплота переміщується настільки швидко через «гелій-2», що вона швидше пересувається хвилями, подібно до звуку (відомому насправді як «другий звук»), ніж розсіюється, при цьому вона просто переміщається від однієї молекули до іншої. Між іншим, сили, які керують можливістю «гелію-2», повзати по стіні, названі «третім звуком». У вас навряд чи буде щось екстремальне, ніж речовина, яка зажадала визначення 2 нових типів звуку.
Як працює «мозгопошта» - передача повідомлень від мозку до мозку через інтернет
10 таємниць світу, які наука нарешті розкрила 10 головних питань про Всесвіт, відповіді на які вчені шукають прямо зараз 8 речей, які не може пояснити наука Чи можна за допомогою сучасних технологій реалізувати здібності супергероїв? Атом, люстр, нуктемерон, та ще сім одиниць часу, про які ви не чули
З давніх-давен люди активно використовують різні метали. Після вивчення їх властивостей речовини зайняли гідне місце в таблиці знаменитого Д. Менделєєва. Досі не вщухають суперечки вчених щодо питання, якому металу привласнити звання найважчого та найгустішого у світі. На чаші терезів два елементи менделєєвської таблиці - іридій, а також осмій. Чим вони цікаві, читайте далі.
Протягом століть люди займалися вивченням корисних властивостей найпоширеніших металів планети. Найбільше відомостей наука зберігає про золото срібло та мідь. Згодом людство познайомилося із залізом, легшими металами – оловом та свинцем. У світі Середньовіччя люди активно користувалися миш'яком, а хвороби лікували ртуттю.
Завдяки стрімкому прогресу сьогодні найважчими і щільними металами вважається не один елемент таблиці, а відразу два. Під номером 76 розташований осмій (Os), а під номером 77 – іридій (Ir), речовини мають такі показники густини:
- осмій важкий завдяки щільності 22,62 г/см³;
- іридій не набагато легше – 22,53 г/см³.
Щільність відносять до фізичних властивостей металів, вона є співвідношенням маси речовини до його обсягу. Теоретичні розрахунки щільності обох елементів мають деякі похибки, тому обидва метали сьогодні прийнято вважати найважчими.
Для наочності можна порівняти вагу звичайної пробки з вагою пробки із найважчого металу у світі. Щоб врівноважити чаші терезів з пробкою з осмію або іридію, потрібно більше сотні традиційних пробок.
Історія відкриття металів
Обидва елементи були відкриті на зорі XIX століття вченим Смітсоном Теннант. Багато дослідників того часу займалися вивченням властивостей сирої платини, опрацьовуючи її «царською горілкою». Тільки Теннанту вдалося виявити в отриманому осаді дві хімічні речовини:
- осадовий елемент із стійким запахом хлору вчений назвав осмієм;
- субстанція з мінливим забарвленням отримала назву іридій (райдуга).
Обидва елементи були представлені єдиним сплавом, який вдалося розділити вченому. Подальшим дослідженням самородків платини зайнявся російський хімік К. Клаус, який ретельно досліджував властивості осадових елементів. Складність визначення найважчого металу у світі полягає в невисокій різниці їхньої щільності, яка не є величиною постійної.
Яскраві характеристики найщільніших металів
Добуті експериментальним шляхом речовини є порошок, що досить важко обробляється, кування металів вимагає дуже високих температур. Найбільш поширеною формою співдружності іридію з осмієм є сплав осмистого іридію, який видобувають у родовищах платини, пластах залягання золота.
Найчастішим місцем виявлення іридію вважаються метеорити, багаті на залізо. Самородного осмію у світі природи не знайти, лише у співдружності з іридієм та іншими компонентами платинової групи. Поклади часто містять сполуки сірки з миш'яком.
Особливості найважчого та найдорожчого металу у світі
Серед елементів періодичної таблиці Менделєєва найдорожчим вважається осмій. Сріблястий метал із блакитним відливом належить до платинової групи благородних хімічних сполук. Свій блиск найщільніший, але дуже тендітний метал не втрачає під впливом високих температурних показників.
Характеристики
- Елемент №76 Osmium має атомну масу 190,23 а.
- Розплавлена при температурі 3033°C речовина закипить при 5012°C.
- Найважчий матеріал має щільність 22,62 г/см³;
- Структура кристалічних ґрат має гексагональну форму.
Незважаючи на дивовижно холодний блиск сріблястого відливу, осмій не годиться для виробництва ювелірних виробів через високу токсичність. Для плавки прикраси була б потрібна температура, як на поверхні Сонця, адже самий щільний у світі метал руйнується при механічному впливі.
Перетворюючись на порошок, осмій взаємодіє з киснем, реагує на сірку, фосфор, селен, на царську горілку дуже повільна реакція речовини. Osmium не має магнетизму, сплави мають схильність до окислення, формування кластерних сполук.
Де застосовують
Найважчий і неймовірно щільний метал має високу зносостійкість, тому добавка його до сплавів значно підвищує їхню міцність. Застосування осмію переважно пов'язані з хімічної промисловістю. Крім того, його використовують для наступних потреб:
- виготовлення ємностей, призначених для зберігання відходів ядерного синтезу;
- потреб ракетобудування, збройового виробництва (боєголовки);
- у годинниковій промисловості для виготовлення механізмів брендових моделей;
- для виготовлення хірургічних імплантатів, деталей кардіостимуляторів.
Цікаво, що найщільніший метал вважається єдиним у світі елементом, непідвладним впливу агресії «пекельної» суміші кислот (азотна та соляна). Алюміній, з'єднаний з осмієм, стає настільки пластичним, що його можна витягувати без розриву.
Таємниці рідкісного і щільного у світі металу
Приналежність іридію до платинової групи наділяє його властивістю несприйнятливості до обробки кислотами та їх сумішами. У світі іридій одержують із анодних шламів при мідно-нікелевому виробництві. Після обробки шламу царською горілкою, осад, що випав, прожарюють, результатом чого стає видобуток іридію.
Характеристики
Найтвердіший метал сріблясто-білого кольору має наступну групу властивостей:
- елемент таблиці Менделєєва Iridium №77 має атомну масу 192,22 а.е.м.;
- розплавлену при температурі 2466°C речовина закипить при 4428°C;
- щільність розплавленого іридію – в межах 19,39 г/см³;
- щільність елемента за кімнатної температури – 22,7 г/см³;
- кристалічні грати іридію асоціюються з гранецентрованим кубом.
Тяжкий іридій не змінюється під впливом нормальної температури повітря. Результатом прожарювання під впливом нагрівання при певних температурах стає утворення багатовалентних сполук. Порошок свіжого осаду іридієвої черні піддається частковому розчиненню горілкою, а також розчином хлору.
Галузь застосування
Хоча Iridium належить до дорогоцінних металів, для ювелірних виробів його застосовують рідко. Елемент, який погано піддається обробкам, дуже затребуваний при будівництві доріг, виробництві автомобільних деталей. Сплави з непідданим окисленню найщільнішим металом застосовуються для наступних цілей:
- виготовлення тиглів для проведення лабораторних дослідів;
- виробництва спеціальних мундштуків для склодувів;
- покриття кінчиків пір'я та стрижнів кулькових ручок;
- виготовлення довговічних свічок запалювання для автомобілів;
Сплави з ізотопами іридію використовують на зварювальному виробництві, приладобудуванні, для вирощування кристалів у складі лазерної техніки. Застосування найважчого металу дозволило здійснювати лазерну корекцію зору, дроблення каміння у нирках та інші медичні процедури.
Хоча Iridium позбавлений токсичності та небезпечний для біологічних організмів, у природному середовищі можна зустрітися його небезпечним ізотопом – гексафторидом. Вдихання парів отруйної речовини веде до миттєвої задухи та смерті.
Місця природного залягання
Поклади найщільнішого металу Iridium у світі природи мізерно малі, їх набагато менше, ніж запасів платини. Імовірно, найважча речовина змістилася до ядра планети, тому обсяги промислового видобутку елемента невеликі (близько трьох тонн на рік). Вироби зі сплавів з іридієм можуть прослужити до 200 років, коштовності стануть довговічнішими.
Самородків найважчого металу з неприємним запахом Osmium у природі не знайти. У складі мінералів можна виявити сліди осмистого іридію разом із платиною та паладієм, рутенією. Поклади осмистого іридію розвідані на території Сибіру (Росія), деяких штатів Америки (Аляска та Каліфорнія), Австралії та Південній Африці.
Якщо виявлено поклади платини, вдасться виділити осмій з іридієм для зміцнення та посилення фізичних чи хімічних сполук різних виробів.
