Рейтинг самых тяжелых металлов в мире
Металлы являются неотъемлемой частью нашей жизни. Люди производят из них современные средства передвижения (автомобили, мотоциклы, велосипеды и т.п.), бытовую технику, посуду и многое другое. По сути, они стали основой основ во всех сферах жизни человека: производстве, строительстве, медицине и т.д. Область применения зависит от самого металла и его свойств, в том числе от тяжести. Под тяжестью обычно подразумевается отношение его массы к объему, то есть плотность. Однако также характеризовать металлы по весу можно основываясь на их относительной атомной массе. Исходя из этой характеристики, уран и плутоний самые тяжелые из всех известных в настоящее время металлов.
Если рассматривать плотность как меру определения тяжести, то рейтинг самых тяжелых металлов выстроится следующим образом:
10 место: Тантал. Плотность 16,67 г/см³.
Тантал редкий метал голубовато-серого, но чаще свинцового цвета. Он очень твердый и тугоплавкий. Однако несмотря на высокую температуру плавления (3017 °С) тантал остается очень пластичным, из-за чего легко поддается механической обработке. Благодаря своим физическим свойствам тантал широко применяется при производстве высокотехнологичных устройств и оборудования: конденсаторов, мобильных устройств, компьютерной техники, в военной отрасли.
9 место: Уран. Плотность 19,05 г/см³.
По относительной атомной массе уран самый тяжелый на планете. Цвет вещества серебристо-коричневый или серебристо-белый, глянцевитый. Уран весьма ковкий, гибкий и плотный. Широко применяется в ядерных реакторах и при производстве ядерного оружия.
8 место: Вольфрам. Плотность 19,29 г/см³.
Помимо одной из самых высоких плотностей в мире, вольфрам характеризуется высокой тепло- и электропроводностью, повышенной устойчивостью к истиранию и воздействию кислот. Исключительной особенностью вольфрама является его тугоплавкость. У него самая высокая температура плавления (3422 °C). Выше только у углерода. При этом кипит вольфрам при 5555 °C. Для понимания серьезности этих цифр: температура поверхности Солнца 5500 °C. В чистом виде вольфрам серебристо-белый, легко поддающийся ковке. Является спутником оловянной руды, но при выплавке олова превращает его в шлаковую пену, за что был назван «волчьими сливками».
7 место: Золото. Плотность 19,29 г/см³.
Драгоценный металл, значимый во всем мире. Исторически так сложилось, что его покупают и продают, когда-то даже могли убить ради золота. В настоящее время золото не менее востребовано, ведь золотым фондом подкрепляют денежное благосостояние страны. Самые крупные запасы этого металла зафиксированы в Америке. Навряд ли когда-нибудь наступит время, когда золото перестанет быть таким востребованным. Разве что его потеснит какой-нибудь другой драгоценный металл.
Занимательный факт: кто-то может себе представить, что золото растет на деревьях? А вот может! Например, в листьях эвкалипта, растущего на золотоносной почве, концентрируется небольшое количество этого драгоценного металла.
6 место: Плутоний. Плотность 19,80 г/см³.
Плутоний – самый тяжелый металл на земле и самое важное вещество в производстве ядерного оружия. Этот металл обладает впечатляющей цветовой палитрой, ведь при окислении (в зависимости от степени окисления и самих кислот) он подобно хамелеону демонстрирует цветовую гамму от светло-фиолетового, шоколадного, до светло-оранжевого или зеленого.
5 место: Нептуний. Плотность 20,47 г/см³.
Впервые металл был экспериментально выведен в первой половине 20 века американскими исследователями: химиком Э. Макмилланом и геохимиком Ф. Абельсоном. Свое название он получил по имени восьмой планеты Солнечной системы — Нептун. Нептуний получают из продуктов длительного облучения урана в ядерных реакторах при синтезе плутония.
4 место: Рений. Плотность 21,01 г/см³.
Canon 100mm EF macro
Еще один значимый и редкий, а следовательно дорогой металл. Открыт рений был в 1922 году в Германии немецкими химиками-супругами Идой и Вальтером Ноддаками, подарившими металлу название в честь реки Рейн.
Сам металл обладает серебристо-белым цветом, он очень плотный и твердый. Благодаря высоким температурам кипения (5869 °С) и плавления (3186 °С), рений может быть подвержен многократным перегревам и охлаждениям, сохраняя прочностные характеристики. Из-за этих свойств рений в сплавах с вольфрамом и молибденом применяется в авиации и ракетном строительстве.
3 место: Платина. Плотность 21,40 г/см³.
Платина относится к благородным металлам и используется различных сферах человеческой деятельности: изготовление ювелирных изделий, стоматология, приборостроение и другие отрасли. Общая добыча платины за год в России достигает 25 тонн, при этом передовиком в этой области является ПАО «Норникель».
2 место: Осмий. Плотность 22,61 г/см³.
Осмий — серебристо-белый металл с голубоватым оттенком. Он очень твердый, но хрупкий. Без примесей его практически не используют. Как правило, осмий перемешивают с подобными плотными металлами, например, платиной. Получившаяся многокомпонентная металлическая смесь используется при изготовлении медицинского оборудования, например, в хирургии.
Названия металла переводится как «запах». Это связано с появлением специфического хлористого аромата при растворении щелочного сплава осмия и иридия. Осмий крайне тяжелый металл, вес которого вдвое превышает вес свинца.
1 место: Иридий. Плотность 22,65 г/см³.
По плотности иридий можно назвать самым тяжелым из известных металлов. Но некоторые исследователи до сих пор не могут сойтись во мнении, плотность иридия, или же осмия выше? Это связано с тем, что чистое вещество получить крайне тяжело, а примеси значительно снижают плотностные характеристики.
Плотность иридия почти в 3 раза больше плотности железа, и в 2 раза тяжелее ртути.
Открытие иридия произошло благодаря трудам англичанина Смитсона Теннанта в 1803 году. Он был химиком и обнаружил иридий совершенно случайно, растворяя платину. В оставшемся нерастворимом остатке он обнаружил незнакомое вещество, известное нам теперь как иридий.
Название «иридий» означает «радуга». Такое название было выбрано из-за радужного цвета солей, находящихся в нем. Как правило в земной коре иридий практически не встречается, в отличии от космических объектов. Поэтому его нахождение в земле в большом количестве может свидетельствовать о происходивших метеоритных бомбардировках на конкретной территории.
Сплав иридия и платины обычно применяется для производства устройств, которые должны подвергаться большим температурным нагрузкам. Обычно он появляется как побочное вещество при добыче никеля. За год в мире добывается в среднем 10 тысяч кг иридия, при этом больше всего добычи происходит в Южной Африке.
Самый тяжелый металл в мире
Человечеству известны многие виды металлов, которые позволяют сегодня производить качественные инструменты, детали для машин, технику, транспортные средства и много других нужных и полезных вещей. Есть невероятно легкие металлы, прочные, дорогостоящие, а существуют и самые тяжелые металлы. И, многие, думая, что таковым является ртуть, очень заблуждаются. На звание «самый тяжелый металл в мире» могут равноправно претендовать металлы из платиновой группы – осмий (атомный номер 76) и иридий (атомный номер 77). Они оба обладают высочайшей плотностью, которая равняется 22,6 г/см3. Ученые считают, что их масса примерно одинакова, а имеющиеся при вычислениях погрешности позволяют на вопрос, какой металл самый тяжелый, ответить, что оба этих металла вполне могут считаться наиболее тяжелыми.
Иридий: открытие, особенности, применение
Этот самый тяжелый металл на Земле открыл ученый из Англии Смитсон Теннат в 1803г. Уже канули в прошлое несколько столетий от момента открытия платины. Именно из этого белого металла в начале девятнадцатого столетия физикам удалось выделить палладий и родий. А Теннат нашел в осадках металла еще два элемента – иридий и осмий. В переводе с древнегреческого иридий означает «радуга».
Это металл серебристо-белого цвета, который является не только тяжелым, но и довольно прочным. Обнаруженный иридий уникален даже для наших времен, поскольку в коре Земли его совсем немного. Данного металла за год можно произвести не более 1000 кг. Чаще всего иридий обнаруживают в тех местах, где падали метеориты. Ученые утверждают, что серебристо-белого цвета металл мог быть более распространенным металлом на поверхности нашей планеты, но виной небольших его месторождений является немалая атомарная масса, которая, якобы продавливала породу, продвигая металл ближе к ядру Земли.
Иридий довольно сложен в обработке, а также химически инертен. Если поместить кусочек такого металла в смесь азотной и соляной кислоты, то ничего не произойдет. В промышленности широкое применение нашел изотоп иридия «192m2», используемый в качестве источника электрической энергии. Металл широко используется и в палеонтологии – с его помощью ученые определяют возраст найденных в Земле артефактов. Также иридий может применяться для нанесения покрытий на другие металлы, однако из-за сложности в обработке данного металла сделать это довольно трудно. На помощь приходит химический способ, который позволяет добиваться равномерного нанесения покрытия из иридия на другие металлы и керамические изделия.
Осмий: открытие, особенности, применение
Осмий – это тоже самый тяжелый металл в таблице Менделеева. Оловянно-белый с голубым оттенком металл открыл Смитсон Теннат год спустя после обнаружения иридия в платине. Когда платину растворили в «царской водке», то в осадке ученый и обнаружил этот элемент, который является довольно редко используемым и дорогостоящим металлом, но при этом невероятно полезным.
Осмий, как и предыдущий выявленный металл, обработке почти не поддается. Он по большей части содержится в метеоритах, но и на нашей планете можно встретить крупные месторождения (например, они существуют в России, США и ЮАР). Отличительной особенностью осмия является неприятный запах, в котором можно уловить одновременно запах чеснока и хлора. Поэтому с древнегреческого название «осмий» означает «запах».
Как правило, используется осмий для изготовления лампочек накаливания или других приборов, требующих применения тугоплавких материалов. Может применяться в качестве катализатора в процессе изготовления аммиака. Высокая прочность осмия позволяет использовать его для изготовления хирургических инструментов. Чтобы определить настоящий возраст метеорита железной породы, используют изотоп осмия 187. Естественным месторождением осмия может «похвастаться» Казахстан. Но за грамм такого металла, добытого с данного месторождения, покупателю придется выложить не меньше 10000 долларов, а все потому, что металл этот довольно редкий.
Можно отметить, что это какое-то невероятное стечение обстоятельств, что столь тяжелые и редкие металлы встречаются в одном сплаве. А чтобы разлучить эти материалы, сделав их отдельными металлами, которые можно использовать в различных отраслях, придется уделить процессу немало сил и времени.
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
Урановое стекло светится под ультрафиолетовым светом | Предоставлено: Wikimedia Commons.
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 миллиардов 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.
Источник https://9ox.ru/rejting-samyh-tyazhelyh-metallov-v-mire/
Источник https://topkin.ru/best/nauka/samyj-tyazhelyj-metall-v-mire/
Источник https://new-science.ru/7-samyh-tyazhelyh-elementov-na-zemle-po-atomnoj-masse/