Doğadaki en ağır metal nedir? En ağır metal. Nötron yıldızları - uzayın süper yoğun nesneleri

On elementten oluşan bu temel liste, santimetre küp başına yoğunluk açısından "en ağır" olanıdır. Bununla birlikte, yoğunluğun kütle olmadığını unutmayın, sadece bir cismin kütlesinin ne kadar sıkı bir şekilde paketlendiğini gösterir.

Şimdi bunu anladığımıza göre, insanlık tarafından bilinen tüm evrendeki en ağır şeye bir göz atalım.

10. Tantal

1 cm³ başına yoğunluk - 16,67 g

Tantalun atom numarası 73'tür. Bu mavi-gri metal çok serttir ve ayrıca süper yüksek bir erime noktasına sahiptir.

9. Uranyum (Uranyum)

1 cm³ başına yoğunluk - 19.05 g

1789'da Alman kimyager Martin H. Klaprot tarafından keşfedilen metal, Fransız kimyager Eugène Melchior Peligot sayesinde neredeyse yüz yıl sonra, 1841'de gerçek uranyum haline gelmedi.

8. Wolframyum

1 cm³ başına yoğunluk - 19,26 g

Tungsten dört farklı mineralde bulunur ve aynı zamanda önemli bir biyolojik rol oynayan tüm elementlerin en ağırıdır.

7. Altın (Aurum)

1 cm³ başına yoğunluk - 19,29 g

Ağaçlarda para yetişmez derler, altın hakkında söylenemez! Okaliptüs ağaçlarının yapraklarında küçük altın izleri bulundu.

6. Plütonyum (Plütonyum)

1 cm³ başına yoğunluk - 20.26 g

Plütonyum, sulu çözeltide renkli bir oksidasyon durumu sergiler ve ayrıca oksidasyon durumlarını ve renkleri kendiliğinden değiştirebilir! Bu, elementler arasında gerçek bir bukalemun.

5. Neptünyum

1 cm³ başına yoğunluk - 20.47 g

Adını Neptün gezegeninden alan gezegen, 1940 yılında Profesör Edwin McMillan tarafından keşfedildi. Aynı zamanda aktinit ailesinden ilk keşfedilen sentetik uranyumötesi element oldu.

4. Renyum

1 cm³ başına yoğunluk - 21.01 g

Bu kimyasal elementin adı, "Ren" anlamına gelen Latince "Rhenus" kelimesinden gelir. Walter Noddack tarafından 1925 yılında Almanya'da keşfedilmiştir.

3. Platin (Platin)

1 cm³ başına yoğunluk - 21,45 g

Bu listedeki en değerli metallerden biri (altınla birlikte) ve hemen hemen her şeyi yapmak için kullanılır. Garip bir gerçek olarak: tüm mayınlı platin (son parçacığına kadar) orta büyüklükte bir oturma odasına sığabilir! Gerçekten pek değil. (İçine tüm altınları koymayı deneyin.)

2. İridyum (İridyum)

1 cm³ başına yoğunluk - 22.56 g

İridyum, 1803'te İngiliz kimyager Smithson Tennant (Smithson Tennant) tarafından osmiyum ile birlikte Londra'da keşfedildi: elementler doğal platinde safsızlıklar olarak mevcuttu. Evet, iridyum tamamen tesadüfen keşfedildi.

1. Osmiyum

1 cm³ başına yoğunluk - 22.59 g

Osmiyumdan daha ağır (santimetre küp başına) hiçbir şey yoktur. Bu elementin adı, asit veya suda çözünmesinin kimyasal reaksiyonlarına hoş olmayan, kalıcı bir koku eşlik ettiğinden, "koku" anlamına gelen eski Yunanca "osme" kelimesinden gelir.

Dünyadaki en ağır metalin cıva olduğunu düşünüyorsanız yanılıyorsunuz! Gerçek şu ki, bugün bu “pozisyon” için iki ana aday var: Atom kütlesi 76 olan Osmiyum (Os) ve atom ağırlığı 77 olan iridyum (Ir). platinoidler grubudur ve bu nedenle (bu oldukça mantıklıdır) son derece yüksek bir yoğunluğa sahiptir. Açıkçası, hangisinin en ağır metal olduğunu söylemek zor: Tüm hatalar göz önüne alındığında, kütlelerinin binde bir oranında farklı olduğunu varsayabiliriz.

İridyum

İridyum hakkında konuşursak, bu harika metal 1803'te keşfedildi. Bu büyük keşif, Smithson Tennut adlı bir İngiliz'e aittir. Bu yetenekli kimyagerin ilk kez kurşun, platin, gümüş ve ayrıca iridyum içeren polimetalik bir cevherde bu metalin izlerini keşfettiğini anlamak kolaydır. “Dünyanın en ağır metali” olduğu iddia edilen bu maddenin adı, eski Yunan lehçesinden “gökkuşağı” olarak çevrilebilir.

iridyum nerede bulunur

Bu keşfin zamanımız için bile benzersiz olacağı söylenmelidir, çünkü yerkabuğunun iridyum ihmal edilebilir fraksiyonları içerirken, çok daha sık meteorların düştüğü yerlerde bulunur. Ancak bilim adamları, bu en ağır metalin, atom kütlesi için olmasa bile gezegenimizin yüzeyinde çok daha büyük hacimlerde dağılabileceğini söylüyorlar. Dünyanın doğuşu sırasında, çoğunun, o zamanlar kütlesi ile yumuşak olan kayayı iterek, dünyanın çekirdeği yönünde "uzaklaştığına" inanılmaktadır.

iridyum özellikleri

Bu ağır metalin özelliği, herhangi bir şekilde işlenmesinin inanılmaz derecede zor olması ve etkileyici bir kimyasal eylemsizliğe sahip olmasıdır. Ünlü "kraliyet votkasına" bir parça iridyum bıraksanız bile, buna en ufak bir dikkat göstermeyecektir! İridyum izotopu "192m2" endüstride yaygın olarak dağıtılmaktadır. Bu en ağır metal, özellikle, dünyanın kalınlığında bulunan yapay kökenli eserleri tanımlamak için kullanan paleontologlar tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.

Osmiyum

Bu arada, osmiyum 1804'te, yani iridyum keşfinden tam bir yıl sonra keşfedildi. Önceki durumda olduğu gibi, polimetalik cevherde bulundu. Tesadüfen keşfedildi: bir aqua regia ve cevher çözeltisinde, orada olamayacak bir tür tortu kaldı. Osmiyum, "kardeşinden" hiçbir şekilde farklı değildir, işlenmesi neredeyse imkansızdır. Aynı zamanda meteorlarda da bulunur, ancak dünyanın kendisinde birçoğu vardır: ülkemizde ve ABD'de oldukça büyük yataklar vardır ve en büyük madenciliği Güney Afrika'da gerçekleştirilir. Bu en ağır metal, çoğunlukla akkor lambaların ve refrakter malzeme gerektiren diğer cihazların imalatında kullanılır. Olağanüstü gücü nedeniyle, en iyi cerrahi aletleri üretmek için de kullanılır.

Osmiyum kullanımı

En sık endüstride ve bilimde, osmiyum izotop 187 kullanılır, genellikle demir niteliğindeki meteorların yaşını belirlemek için kullanılır. Bu arada, “doğal” osmiyumdan farklı olarak, tek mevduatı Kazakistan'da ve nadir olması nedeniyle, bu maddenin bir gramı on binlerce dolardan fazlaya mal oluyor.

Çok eski zamanlardan beri insanlar aktif olarak çeşitli metaller kullanıyorlar. Özelliklerini inceledikten sonra, maddeler ünlü D. Mendeleev'in tablosunda haklı yerlerini aldı. Şimdiye kadar, bilim adamlarının dünyanın en ağır ve en yoğun unvanının hangi metale verilmesi gerektiği konusundaki anlaşmazlıkları azalmadı. Ölçeklerde periyodik tablonun iki unsuru vardır - iridyum ve osmiyum. Ne ilginçler, okumaya devam edin.

Yüzyıllardır insanlar gezegendeki en yaygın metallerin faydalı özelliklerini araştırıyorlar. Bilim, altın, gümüş ve bakır hakkında en fazla bilgiyi depolar. Zamanla, insanlık demir, daha hafif metaller - kalay ve kurşun ile tanıştı. Orta Çağ dünyasında insanlar aktif olarak arsenik kullandılar ve hastalıklar cıva ile tedavi edildi.

Hızlı ilerleme sayesinde, bugün en ağır ve en yoğun metaller tablonun bir elemanı değil, aynı anda iki eleman olarak kabul ediliyor. Osmiyum (Os) 76 numarada ve iridyum (Ir) 77 numarada bulunur, maddeler aşağıdaki yoğunluk göstergelerine sahiptir:

osmiyum 22.62 g/cm³ yoğunluğundan dolayı ağırdır;
iridyum çok daha hafif değil - 22.53 g / cm³.

Yoğunluk, metallerin fiziksel özelliklerini ifade eder, bir maddenin kütlesinin hacmine oranıdır. Her iki elementin yoğunluğunun teorik hesaplamalarında bazı hatalar var, bu nedenle her iki metal de artık en ağır olarak kabul ediliyor.

Netlik için, sıradan bir mantarın ağırlığını dünyanın en ağır metalinden yapılmış bir mantarın ağırlığıyla karşılaştırabilirsiniz. Bir osmiyum veya iridyum tıpalı terazileri dengelemek için yüzden fazla sıradan tıpa gerekli olacaktır.

Metallerin keşfinin tarihi

Her iki element de 19. yüzyılın başlarında Smithson Tennant tarafından keşfedildi. O zamanın birçok araştırmacısı, ham platinin özelliklerini inceliyor ve onu "kraliyet votkası" ile işliyordu. Ortaya çıkan tortuda yalnızca Tennant iki kimyasal tespit edebildi:

bilim adamı osmiyum olarak adlandırılan kalıcı bir klor kokusu olan tortul element;
rengi değişen bir maddeye iridyum (gökkuşağı) denir.

Her iki element de bilim adamının ayırmayı başardığı tek bir alaşımla temsil edildi. Platin külçeleri üzerinde daha fazla çalışma, tortul elementlerin özelliklerini dikkatlice inceleyen Rus kimyager K. Klaus tarafından yapıldı. Dünyadaki en ağır metali belirlemenin zorluğu, sabit bir değer olmayan yoğunluklarındaki düşük farkta yatmaktadır.

En yoğun metallerin canlı özellikleri

Deneysel olarak elde edilen maddeler bir tozdur, işlenmesi oldukça zordur, dövme metalleri çok yüksek sıcaklıklar gerektirir. İridyumun osmiyum ile en yaygın biçimi, platin yataklarında, altın yataklarında çıkarılan bir osmiyum iridyum alaşımıdır.

Demir açısından zengin göktaşları, iridyum bulmak için en yaygın yer olarak kabul edilir. Doğal osmiyum, doğal dünyada bulunmaz, yalnızca iridyum ve platin grubunun diğer bileşenleriyle birlikte bulunur. Tortular genellikle arsenikli kükürt bileşikleri içerir.

Dünyanın en ağır ve en pahalı metalinin özellikleri

Mendeleev'in periyodik tablosunun unsurları arasında osmiyum en pahalı olarak kabul edilir. Mavimsi bir renk tonuna sahip gümüşi metal, asil kimyasal bileşiklerin platin grubuna aittir. En yoğun, ancak çok kırılgan metal, yüksek sıcaklık göstergelerinin etkisi altında parlaklığını kaybetmez.

özellikleri

Element #76 Osmiyum'un atom kütlesi 190.23 amu'dur;
3033°C'de eriyen bir madde 5012°C'de kaynar.
En ağır malzeme 22.62 g/cm³ yoğunluğa sahiptir;
Kristal kafesin yapısı altıgen bir şekle sahiptir.

Gümüşi parlaklığın şaşırtıcı derecede soğuk parlaklığına rağmen, osmiyum aşırı toksisitesi nedeniyle mücevher üretimi için uygun değildir. Mücevheri eritmek için Güneş'in yüzeyindeki gibi bir sıcaklık gerekir, çünkü dünyanın en yoğun metali mekanik etkiyle yok edilir.

Toza dönüşen osmiyum oksijen ile etkileşime girer, kükürt, fosfor, selenyum ile reaksiyona girer, maddenin aqua regia ile reaksiyonu çok yavaştır. Osmiyum manyetizmaya sahip değildir, alaşımlar oksitlenme ve küme bileşikleri oluşturma eğilimindedir.

nereye başvurulur

En ağır ve inanılmaz derecede yoğun metal, yüksek aşınma direncine sahiptir, bu nedenle alaşımlara eklenmesi, mukavemetlerini önemli ölçüde artırır. Osmiyum kullanımı esas olarak kimya endüstrisi ile ilişkilidir. Ayrıca, aşağıdaki ihtiyaçlar için kullanılır:

nükleer füzyon atıklarının depolanmasına yönelik kapların imalatı;
roket biliminin ihtiyaçları için, silah üretimi (savaş başlıkları);
markalı modellerin mekanizmalarının üretimi için saat endüstrisinde;
cerrahi implantların, kalp pillerinin parçalarının üretimi için.

İlginç bir şekilde, en yoğun metal, dünyadaki "cehennem" asit karışımının (nitrik ve hidroklorik) saldırganlığına maruz kalmayan tek element olarak kabul edilir. Osmiyum ile birleştirilen alüminyum, kırılmadan çekilebilecek kadar sünek hale gelir.

Dünyadaki en nadir ve en yoğun metalin sırları

İridyumun platin grubuna ait olması, ona asitler ve karışımları ile muameleye karşı bağışıklık özelliği kazandırır. Dünyada bakır-nikel üretiminde anot çamurlarından iridyum elde edilmektedir. Çamur aqua regia ile işlendikten sonra, çökelti kalsine edilerek iridyum ekstraksiyonu sağlanır.

özellikleri

En sert gümüş-beyaz metal aşağıdaki özelliklere sahiptir:

periyodik tablonun elementi İridyum No. 77, 192.22 amu'luk bir atom kütlesine sahiptir;
2466°C'de eriyen bir madde 4428°C'de kaynar;
erimiş iridyum yoğunluğu 19.39 g/cm³ içindedir;
oda sıcaklığında element yoğunluğu - 22,7 g / cm³;
iridyum kristal kafes yüz merkezli bir küp ile ilişkilidir.

Ağır iridyum, normal hava sıcaklığının etkisi altında değişmez. Belirli sıcaklıklarda ısıtmanın etkisi altında kalsinasyonun sonucu çok değerli bileşiklerin oluşmasıdır. Taze iridyum siyahı tortusunun tozu, aqua regia ve ayrıca bir klor çözeltisi ile kısmi çözünme sağlar.

Uygulama alanı

İridyum değerli bir metal olmasına rağmen mücevherlerde nadiren kullanılır. İşlenmesi zor olan bir unsur, yolların yapımında, otomotiv parçalarının üretiminde büyük talep görmektedir. Oksidasyona duyarlı olmayan en yoğun metale sahip alaşımlar aşağıdaki amaçlar için kullanılır:

laboratuvar deneyleri için pota üretimi;
cam üfleyiciler için özel ağızlık üretimi;
tükenmez kalemlerin uçlarının ve yedeklerinin kapatılması;
arabalar için dayanıklı buji üretimi;

İridyum izotoplu alaşımlar kaynak üretiminde, enstrümantasyonda ve lazer teknolojisinin bir parçası olarak kristal büyütmede kullanılır. En ağır metalin kullanılması, lazer görme düzeltmesi, böbrek taşlarının ezilmesi ve diğer tıbbi prosedürlerin gerçekleştirilmesini mümkün kılmıştır.

İridyum zehirli olmamasına ve biyolojik organizmalar için tehlikeli olmamasına rağmen, tehlikeli izotopu heksaflorür doğal ortamda bulunabilir. Zehirli buharların solunması anında boğulmaya ve ölüme yol açar.

Doğal oluşum yerleri

Doğal dünyadaki en yoğun metal olan İridyum tortuları ufacıktır, platininkinden çok daha küçüktür. Muhtemelen, en ağır madde gezegenin çekirdeğine kaymıştır, bu nedenle elementin endüstriyel üretim hacmi küçüktür (yılda yaklaşık üç ton). İridyum alaşımlı ürünler 200 yıla kadar dayanabilir, mücevherler daha dayanıklı hale gelecektir.

Hoş olmayan bir kokuya sahip en ağır metal olan Osmiyum külçeleri doğada bulunmaz. Minerallerin bileşiminde, platin ve paladyum, rutenyum ile birlikte ozmik iridyum izleri bulunabilir. Sibirya (Rusya), Amerika'nın bazı eyaletleri (Alaska ve Kaliforniya), Avustralya ve Güney Afrika'da ozmik iridyum yatakları araştırılmıştır.

Platin birikintileri bulunursa, çeşitli ürünlerin fiziksel veya kimyasal bileşiklerini güçlendirmek ve güçlendirmek için osmiyumu iridyum ile izole etmek mümkün olacaktır.

Metallerin özelliklerini taşıyan bir grup kimyasal elemente ağır metaller denir. Onların karakteristik özelliği yüksek atom ağırlığı ve yüksek yoğunluklar.

Bu grubun birkaç tanımı vardır, ancak herhangi bir yorumda vazgeçilmez bir gösterge:

atom ağırlığı (bu rakam 50'nin üzerinde olmalıdır);
yoğunluk (demir yoğunluğunu aşmalıdır - 8 g / cm3).

Genel olarak, ne zaman ağır metal sınıflandırmasıÖnemli metrikler:

kimyasal özellikler;
fiziksel özellikler;
biyolojik aktivite;
toksisite.

Endüstriyel ve ekonomik alanlarda varlık faktörü daha az alakalı değildir.

en ağır metal

Bilim adamları hala hangi metalin en ağır olduğunu tartışıyorlar:

osmiyum (atomik kütle - 76);
iridyum (atomik kütle - 77).

Her iki metalin kütlesi, kelimenin tam anlamıyla binde bir oranında farklılık gösterir.

İridyum 1803 yılında İngiliz Tennut tarafından açılmıştır.

Bilim adamı, gümüş, platin ve kurşun varlığının farklı oranlarda gözlemlendiği polimetalik cevher ile çalıştı.

Kimyacıyı hayrete düşüren iridyum da oradaydı. İngiliz kimyagerinin bulgusu benzersizdi, çünkü yerkabuğunda pratikte hiç iridyum yok. Yalnızca arama alanına bir göktaşı düştüğünde bulunur. Bilim adamları, yerkabuğundaki küçük iridyum varlığının tam olarak kütlesinden kaynaklandığına inanma eğilimindedir. İridyumun çoğunun, Dünya'nın doğuşu sırasında yerkabuğunun merkezine kelimenin tam anlamıyla "sızdığı" konusunda bilimsel bir görüş var.

İridyumun ana özellikleri şunlardır:

herhangi bir mekanik ve kimyasal etkiye karşı direnç (iridyum pratik olarak herhangi bir işlemeye uygun değildir);
muazzam kimyasal eylemsizlik.

Endüstride, iridyum izotopu paleontologlar tarafından kazılarda hangilerinin yapay olduğunu belirlemek için kullanılır.

Osmiyum bir yıl sonra keşfedildi - 1804'te. Polimetalik cevherde de bulunmuştur. Bu metal aynı zamanda hem kimyasal hem de mekanik olarak en büyük zorlukla işlenir.

Dünya gezegeninde, iridyum gibi osmiyum, meteorların düştüğü yerlerde bulunur.

Bununla birlikte, büyük osmiyum birikintilerinin kaydedildiği birkaç bölge vardır:

Kazakistan;
Amerika;
Güney Afrika (burada osmiyum yatağı özellikle büyüktür).

Endüstride, akkor lambaların üretiminde osmiyum kullanılır. Ayrıca refrakter malzemelerin gerekli olduğu yerlerde kullanılır. Ve artan osmiyum yoğunluğu nedeniyle doktorlar onu hizmete aldı - ondan cerrahi aletler yapıldı.

Topraktaki ağır metaller

"Ağır" tanımının kendisi genellikle uzmanlar tarafından kimyasal açıdan değil, tıbbi açıdan ele alınır. Ek olarak, ekolojistler için bu terim, bir nesnenin çevre koruma için tehlike derecesini belirlemede de geçerlidir.

Toprakta ağır metallerin varlığı, kayanın bileşimine bağlıdır. Kayalar, sırayla, bölgelerin gelişme sürecinde oluşur. Toprağın kimyasal bileşimi, kaya ayrışmasının ürünleri ile temsil edilir ve çoklu dönüşüm koşullarına bağlıdır.

Modern dünyada, insan antropojenik aktivitesi büyük ölçüde toprağın bileşimini belirler. Ağır metaller toprak kirliliğinde bir faktördür. Toksik maddeler olarak sınıflandırılırlar çünkü hepsi bir dereceye kadar toksiktir.

İnsan endüstriyel faaliyeti sürecinde, ağır metaller genellikle aşağıdakilerle karıştırılır:

Çevre bilimcilerinin görevi, toksik maddelerin biyosferde dağılmasını önleyen koşullar yaratmaktır.

Şu anda 126 kimyasal element bilinmektedir. Ancak aralarında en ağır olanı Osmiyum (Os) ve İridyum (Ir) olarak kabul edilir. Bu elementlerin her ikisi de geçiş metalleridir ve platin grubuna aittir. IP'nin Periyodik sistemindeki seri numaraları. Mendeleyev sırasıyla 76 ve 77. Çok sert olduğu için her iki metal de yoğunluk olarak birbirleriyle karşılaştırılabilir. Bunun nedeni yoğunluk değerlerinin tamamen teorik olarak elde edilmiş olmasıdır (22.562 g/cm³ (Ir) ve 22.587 g/cm³ (Os))). Ve bu tür hesaplamalarda her zaman bir hata vardır (her iki hesaplama için ± 0.009 g / cm³).

keşif geçmişi

Bu unsurların keşfi, İngiliz bilim adamı S. Tennant'ın adıyla ilişkilidir. 1803 yılında platinin özelliklerini inceledi. Ve bu metalin bir asit karışımına ("aqua regia") reaksiyonu sırasında, safsızlıklardan oluşan çözünmeyen bir çökelti izole edildi. Bu maddeyi inceleyen S. Tennant, "iridyum" ve "osmiyum" adını verdiği yeni elementleri seçti.
Tuzlarının çeşitli renkleri olduğu için elemente “iridyum” (“gökkuşağı”) adı verildi. Ve “osmiyum” (“koku”), keskin, ozona yakın, osmiyum oksit OsO4 kokusu nedeniyle böyle adlandırılmıştır.

Özellikleri

Hem osmiyum hem de iridyumun işlenmesi neredeyse imkansızdır. Çok yüksek bir erime noktasına sahiptirler. Kompakt formlarında asitler, alkaliler veya asit karışımları gibi aktif ortamlarla reaksiyona girmezler. Bu özellikler, 100°C'ye kadar sıcaklıklarda osmiyum için ve 400°C'ye kadar iridyum için gözlenir.

Yayma

Bu elementlerin en yaygın olarak çıkarılan şekli osmiyum iridyumdur. Bu alaşım esas olarak doğal platin ve altının çıkarıldığı alanlarda bulunur. İridyum ve osmiyumun sıklıkla bulunduğu başka bir yer de demir göktaşlarıdır. İridyum içermeyen Osmiyum doğada neredeyse hiç bulunmaz. İridyum ise diğer metallerle kombinasyon halinde bulunur. Örneğin, rutenyum veya rodyum içeren bileşiklerde. Bununla birlikte, iridyum gezegenimizdeki en nadir kimyasal elementlerden biri olmaya devam etmektedir. Dünyadaki endüstriyel üretimi yılda 3 tonu geçmez.
Şu anda iridyum ve osmiyum madenciliğinin ana kaynakları olan bölgeler Kaliforniya, Alaska (ABD), Sibirya (Rusya), Bushveld (Güney Afrika), Avustralya, Yeni Gine, Kanada'dır.