Koji je najzastupljeniji element u Univerzumu? Rekordi u nauci i tehnologiji. Elements Uslovi koje biste trebali znati

Hemijski element je zbirni pojam koji opisuje skup atoma jednostavne tvari, odnosno one koja se ne može podijeliti ni na jednu jednostavniju (prema strukturi njihovih molekula) komponentu. Zamislite da vam se da komad čistog gvožđa i od vas se traži da ga razdvojite na njegove hipotetičke sastojke koristeći bilo koji uređaj ili metod koji su ikada izmislili hemičari. Međutim, ne možete ništa učiniti, gvožđe se nikada neće podijeliti na nešto jednostavnije. Jednostavna supstanca - gvožđe - odgovara hemijskom elementu Fe.

Teorijska definicija

Eksperimentalna činjenica koja je gore navedena može se objasniti sljedećom definicijom: kemijski element je apstraktna kolekcija atoma (ne molekula!) odgovarajuće jednostavne supstance, odnosno atoma istog tipa. Kada bi postojao način da se pogleda svaki od pojedinačnih atoma u komadu čistog željeza koji je gore spomenut, onda bi svi bili atomi željeza. Nasuprot tome, hemijsko jedinjenje kao što je željezni oksid uvijek sadrži najmanje dvije različite vrste atoma: atome željeza i atome kisika.

Uslovi koje treba da znate

Atomska masa: Masa protona, neutrona i elektrona koji čine atom hemijskog elementa.

Atomski broj: Broj protona u jezgru atoma elementa.

Hemijski simbol: slovo ili par latiničnih slova koja predstavljaju oznaku datog elementa.

Hemijsko jedinjenje: supstanca koja se sastoji od dva ili više hemijskih elemenata kombinovanih jedan sa drugim u određenom omjeru.

Metal: Element koji gubi elektrone u hemijskim reakcijama sa drugim elementima.

Metalloid: Element koji ponekad reaguje kao metal, a ponekad kao nemetal.

Nemetalni: Element koji nastoji da dobije elektrone u hemijskim reakcijama sa drugim elementima.

Periodični sistem hemijskih elemenata: Sistem za klasifikaciju hemijskih elemenata prema njihovim atomskim brojevima.

Sintetički element: Onaj koji se proizvodi umjetno u laboratoriji i općenito se ne nalazi u prirodi.

Prirodni i sintetički elementi

Devedeset i dva hemijska elementa se prirodno javljaju na Zemlji. Ostatak je dobijen veštački u laboratorijama. Sintetički kemijski element je obično proizvod nuklearnih reakcija u akceleratorima čestica (uređaji koji se koriste za povećanje brzine subatomskih čestica kao što su elektroni i protoni) ili nuklearnim reaktorima (uređaji koji se koriste za kontrolu energije oslobođene nuklearnim reakcijama). Prvi sintetički element sa atomskim brojem 43 bio je tehnecijum, koji su 1937. godine otkrili italijanski fizičari C. Perrier i E. Segre. Osim tehnecijuma i prometijuma, svi sintetički elementi imaju jezgra veće od uranijuma. Posljednji sintetički hemijski element koji je dobio ime je livermorijum (116), a prije je bio flerovijum (114).

Dvadeset uobičajenih i važnih elemenata

* Ako vrijednost nije navedena, tada je element manji od 0,1 posto.

Veliki prasak kao osnovni uzrok stvaranja materije

Koji je hemijski element bio prvi u Univerzumu? Naučnici vjeruju da odgovor na ovo pitanje leži u zvijezdama i procesima u kojima se zvijezde formiraju. Vjeruje se da je svemir nastao u nekom trenutku između 12 i 15 milijardi godina. Do ovog trenutka ne razmišlja se ni o čemu postojećem osim o energiji. Ali dogodilo se nešto što je ovu energiju pretvorilo u ogromnu eksploziju (tzv. Veliki prasak). U narednim sekundama nakon Velikog praska, materija je počela da se formira.

Prvi najjednostavniji oblici materije koji su se pojavili bili su protoni i elektroni. Neki od njih se kombinuju i formiraju atome vodika. Potonji se sastoji od jednog protona i jednog elektrona; to je najjednostavniji atom koji može postojati.

Polako, tokom dugog vremenskog perioda, atomi vodonika počeli su da se grupišu u određenim oblastima svemira, formirajući guste oblake. Vodonik u ovim oblacima je gravitacionim silama povučen u kompaktne formacije. Na kraju su ovi oblaci vodonika postali dovoljno gusti da formiraju zvijezde.

Zvijezde kao hemijski reaktori novih elemenata

Zvijezda je jednostavno masa materije koja stvara energiju iz nuklearnih reakcija. Najčešća od ovih reakcija uključuje kombinaciju četiri atoma vodika koji formiraju jedan atom helija. Kada su se zvijezde počele formirati, helijum je postao drugi element koji se pojavio u svemiru.

Kako zvijezde stare, prelaze s nuklearnih reakcija vodika i helija na druge vrste. U njima atomi helija formiraju atome ugljika. Kasnije, atomi ugljenika formiraju kiseonik, neon, natrijum i magnezijum. Kasnije se neon i kiseonik kombinuju jedni s drugima i formiraju magnezijum. Kako se ove reakcije nastavljaju, formira se sve više i više hemijskih elemenata.

Prvi sistemi hemijskih elemenata

Prije više od 200 godina, hemičari su počeli tražiti načine da ih klasificiraju. Sredinom devetnaestog veka bilo je poznato oko 50 hemijskih elemenata. Jedno od pitanja koje su hemičari nastojali riješiti. svodi se na sljedeće: da li je kemijski element supstanca potpuno drugačija od bilo kojeg drugog elementa? Ili su neki elementi na neki način povezani s drugima? Postoji li opći zakon koji ih ujedinjuje?

Hemičari su predložili različite sisteme hemijskih elemenata. Na primjer, engleski hemičar William Prout je 1815. godine sugerirao da su atomske mase svih elemenata višekratne mase atoma vodika, ako uzmemo da je jednaka jedinici, tj. moraju biti cijeli brojevi. U to vrijeme, J. Dalton je već izračunao atomske mase mnogih elemenata u odnosu na masu vodonika. Međutim, ako je to otprilike slučaj za ugljik, dušik i kisik, onda se klor s masom od 35,5 nije uklapao u ovu shemu.

Njemački hemičar Johann Wolfgang Dobereiner (1780 – 1849) pokazao je 1829. da se tri elementa takozvane halogene grupe (hlor, brom i jod) mogu klasificirati prema njihovim relativnim atomskim masama. Ispostavilo se da je atomska težina broma (79,9) skoro tačno prosek atomskih težina hlora (35,5) i joda (127), odnosno 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (blizu 79,9). Ovo je bio prvi pristup konstruisanju jedne od grupa hemijskih elemenata. Dobereiner je otkrio još dvije takve trijade elemenata, ali nije mogao formulirati opći periodični zakon.

Kako se pojavio periodni sistem hemijskih elemenata?

Većina ranih šema klasifikacije nije bila baš uspješna. Zatim, oko 1869. godine, gotovo isto otkriće dva hemičara su napravila gotovo u isto vrijeme. Ruski hemičar Dmitrij Mendeljejev (1834-1907) i nemački hemičar Julius Lothar Mejer (1830-1895) predložili su organizovanje elemenata koji imaju slična fizička i hemijska svojstva u uređeni sistem grupa, serija i perioda. Istovremeno, Mendeljejev i Mejer su istakli da se svojstva hemijskih elemenata periodično ponavljaju u zavisnosti od njihove atomske težine.

Danas se Mendeljejev općenito smatra otkrićem periodičnog zakona jer je napravio jedan korak koji Meyer nije učinio. Kada su svi elementi bili raspoređeni u periodnom sistemu, pojavile su se neke praznine. Mendeljejev je predvideo da su to mesta za elemente koji još nisu otkriveni.

Međutim, otišao je i dalje. Mendeljejev je predvidio svojstva ovih još neotkrivenih elemenata. Znao je gdje se nalaze u periodnom sistemu, tako da je mogao predvidjeti njihova svojstva. Zanimljivo je da je svaki hemijski element koji je Mendeljejev predvideo, galijum, skandij i germanijum, otkriven manje od deset godina nakon što je objavio svoj periodični zakon.

Kratki oblik periodnog sistema

Bilo je pokušaja da se izbroji koliko su opcija za grafički prikaz periodnog sistema predložili različiti naučnici. Ispostavilo se da ih ima više od 500. Štaviše, 80% od ukupnog broja opcija su tabele, a ostalo su geometrijske figure, matematičke krive itd. Kao rezultat toga, četiri vrste tabela su našle praktičnu primenu: kratke, polu -dugačke, dugačke i merdevine (piramidalne). Potonje je predložio veliki fizičar N. Bohr.

Slika ispod prikazuje kratku formu.

U njemu su hemijski elementi raspoređeni uzlaznim redoslijedom svojih atomskih brojeva slijeva nadesno i odozgo prema dolje. Dakle, prvi hemijski element periodnog sistema, vodonik, ima atomski broj 1 jer jezgra atoma vodonika sadrže jedan i samo jedan proton. Isto tako, kisik ima atomski broj 8 jer jezgra svih atoma kisika sadrže 8 protona (vidi sliku ispod).

Glavni strukturni fragmenti periodnog sistema su periodi i grupe elemenata. U šest perioda sve ćelije su popunjene, sedmi još nije završen (elementi 113, 115, 117 i 118, iako su sintetizovani u laboratorijama, još uvek nisu zvanično registrovani i nemaju nazive).

Grupe su podijeljene na glavne (A) i sekundarne (B) podgrupe. Elementi prva tri perioda, od kojih svaki sadrži po jedan red, uključeni su isključivo u A-podgrupe. Preostala četiri perioda uključuju dva reda.

Hemijski elementi u istoj grupi imaju slična hemijska svojstva. Dakle, prvu grupu čine alkalni metali, drugu - zemnoalkalni metali. Elementi u istom periodu imaju svojstva koja se polako mijenjaju iz alkalnog metala u plemeniti plin. Slika ispod pokazuje kako se jedno od svojstava, atomski radijus, mijenja za pojedinačne elemente u tabeli.

Dugoročni oblik periodnog sistema

Prikazan je na donjoj slici i podijeljen je u dva smjera, redove i kolone. Postoji sedam redova perioda, kao u kratkom obliku, i 18 kolona, ​​koje se nazivaju grupe ili porodice. Naime, povećanje broja grupa sa 8 u kratkom obliku na 18 u dugom obliku se dobija stavljanjem svih elemenata u periode, počevši od 4., ne u dva, već u jedan red.

Za grupe se koriste dva različita sistema numerisanja, kao što je prikazano na vrhu tabele. Rimski numerički sistem (IA, IIA, IIB, IVB, itd.) tradicionalno je popularan u Sjedinjenim Državama. Drugi sistem (1, 2, 3, 4, itd.) se tradicionalno koristi u Evropi i pre nekoliko godina je preporučen za upotrebu u SAD.

Izgled periodnih tablica na gornjim slikama je malo pogrešan, kao i kod svake takve objavljene tablice. Razlog za to je da bi dvije grupe elemenata prikazane na dnu tabela zapravo trebale biti smještene unutar njih. Lantanidi, na primjer, pripadaju periodu 6 između barija (56) i hafnija (72). Dodatno, aktinidi pripadaju periodu 7 između radijuma (88) i ruterfordijuma (104). Kada bi se umetnuli u sto, postao bi preširok da stane na komad papira ili zidnu kartu. Stoga je uobičajeno postaviti ove elemente na dno tabele.

U prirodi se nalaze 94 hemijska elementa. Do danas je umjetno dobiveno još 15 elemenata transuranija (elementi od 95 do 109), postojanje 10 od njih je neosporno.

Najčešći

Litosfera. Kiseonik (O), 46,60% težinski. 1771. godine otkrio Karl Scheele (Švedska).

Atmosfera. Azot (N), 78,09% po zapremini, 75,52% po masi. Otkrio ga je 1772. Rutherford (Velika Britanija).

Univerzum. Vodonik (H), 90% ukupne supstance. Otkrio 1776. Henry Cavendish (Velika Britanija).

Najrjeđi (od 94)

Litosfera. Astatin (At): 0,16 g u zemljinoj kori. Otvoren 1940. godine od strane Corsona (SAD) i zaposlenih. Prirodni izotop astatin 215 (215 At) (otkrili su 1943. godine B. Karlik i T. Bernert, Austrija) postoji u količinama od samo 4,5 nanograma.

Atmosfera. Radon (Rn): samo 2,4 kg (6·10 –20 zapremina jednog dela na milion). Otvoren 1900. godine od strane Dorn-a (Njemačka). Vjeruje se da je koncentracija ovog radioaktivnog plina u područjima naslaga granitnih stijena izazvala brojne karcinome. Ukupna masa radona koja se nalazi u zemljinoj kori, iz koje se popunjavaju rezerve atmosferskog gasa, iznosi 160 tona.

Najlakši

Gas. Vodonik (H) ima gustinu od 0,00008989 g/cm 3 na temperaturi od 0°C i pritisku od 1 atm. Otvoren 1776. od strane Cavendisha (Velika Britanija).

Metal. Litijum (Li), sa gustinom od 0,5334 g/cm 3, je najlakši od svih čvrstih materija. 1817. godine otkrio Arfvedson (Švedska).

Maksimalna gustina

Osmijum (Os), sa gustinom od 22,59 g/cm 3, je najteža od svih čvrstih materija. Otkrio 1804. Tennant (Velika Britanija).

Najteži gas

To je radon (Rn), čija je gustina 0,01005 g/cm 3 na 0°C. Otvoren 1900. godine od strane Dorn-a (Njemačka).

Zadnje primljeno

Element 108, ili unilokcij (Uno). Ovo privremeno ime dala je Međunarodna unija za čistu i primijenjenu hemiju (IUPAC). Dobili su ga u aprilu 1984. G. Münzenberg i saradnici (Zapadna Njemačka), koji su uočili samo 3 atoma ovog elementa u laboratoriji Društva za istraživanje teških jona u Darmstadtu. U junu iste godine pojavila se poruka da je ovaj element dobio i Yu.Ts. Oganesyan i saradnici u Zajedničkom institutu za nuklearna istraživanja, Dubna, SSSR.

Jedan atom unilena (Une) dobijen je bombardovanjem bizmuta jonima gvožđa u laboratoriji Društva za istraživanje teških jona, Darmštat, Zapadna Nemačka, 29. avgusta 1982. Ima najveći atomski broj (element 109) i najviši atomski masa (266). Prema najpreliminarnijim podacima, sovjetski naučnici su posmatrali formiranje izotopa elementa 110 sa atomskom masom od 272 (preliminarni naziv - ununnilium (Uun)).

Najčistiji

Helijum-4 (4 He), nabavljen u aprilu 1978. od strane P.V. McLintock sa Univerziteta Lancaster, SAD, ima manje od 2 dijela nečistoća na 10 15 dijelova zapremine.

Najteže

Ugljik (C). U svom alotropskom obliku, dijamant ima Knoop tvrdoću od 8400. Poznat od praistorije.

Najdraži

Kalifornijski (Cf) prodavan je 1970. po cijeni od 10 dolara po mikrogramu. Otvoren 1950. godine od strane Seaborga (SAD) i zaposlenih.

Najfleksibilniji

Zlato (Au). Iz 1 g možete izvući žicu dugu 2,4 km. Poznat od 3000. godine prije Krista.

Najveća vlačna čvrstoća

Bor (B) – 5,7 GPa. Otkrili su ga 1808. Gay-Lussac i Thénard (Francuska) i H. Davy (Velika Britanija).

Tačka topljenja/ključanja

Najniže. Među nemetalima, helijum-4 (4He) ima najnižu tačku topljenja -272,375°C pri pritisku od 24,985 atm i najnižu tačku ključanja -268,928°C. Helijum su 1868. otkrili Lockyer (Velika Britanija) i Jansen (Francuska). Monatomski vodonik (H) mora biti nestišljiv superfluidni plin. Među metalima, odgovarajući parametri za živu (Hg) su –38,836°C (tačka topljenja) i 356,661°C (tačka ključanja).

Najviši. Među nemetalima, najviša tačka topljenja i ključanja je ugljenik (C), poznat još od praistorije: 530°C i 3870°C. Međutim, čini se kontroverznim da je grafit stabilan na visokim temperaturama. Prelaskom iz čvrstog u parno stanje na 3720°C, grafit se može dobiti kao tečnost pri pritisku od 100 atm i temperaturi od 4730°C. Među metalima, odgovarajući parametri za volfram (W) su 3420°C (tačka topljenja) i 5860°C (tačka ključanja). Otvoren 1783. godine od strane H.H. i F. d'Eluyarami (Španija).

Izotopi

Najveći broj izotopa (po 36) nalazi se u ksenonu (Xe), koji su 1898. otkrili Ramsay i Travers (Velika Britanija), i u cezijumu (Cs), koji su 1860. otkrili Bunsen i Kirchhoff (Njemačka). Najmanju količinu ima vodonik (H) (3: protij, deuterijum i tricijum), koji je 1776. otkrio Cavendish (Velika Britanija).

Najstabilniji. Telur-128 (128 Te), prema dvostrukom beta raspadu, ima poluživot od 1,5 10 24 godine. Telur (Te) je 1782. godine otkrio Müller von Reichenstein (Austrija). Izotop 128 Te je prvi otkrio u svom prirodnom stanju 1924. godine F. Aston (Velika Britanija). Podaci o njegovoj superstabilnosti su 1968. godine ponovo potvrđeni studijama E. Alexandera Jr., B. Srinivasana i O. Manuela (SAD). Rekord alfa raspada pripada samariju-148 (148 Sm) – 8·10 15 godina. Rekord beta raspada pripada izotopu kadmijuma 113 (113 Cd) – 9·10 15 godina. Oba izotopa je u njihovom prirodnom stanju otkrio F. Aston, 1933. odnosno 1924. godine. Radioaktivnost 148 Sm otkrili su T. Wilkins i A. Dempster (SAD) 1938. godine, a radioaktivnost 113 Cd su 1961. otkrili D. Watt i R. Glover (Velika Britanija).

Najnestabilniji.Životni vijek litijuma-5 (5 Li) je ograničen na 4,4 10 –22 s. Izotop su prvi otkrili E. Titterton (Australija) i T. Brinkley (Velika Britanija) 1950. godine.

Tečne serije

S obzirom na razliku između tačke topljenja i tačke ključanja, element sa najkraćim rasponom tečnosti je plemeniti gas neon (Ne) - samo 2,542 stepena (-248,594°C do -246,052°C), dok je najduži raspon tečnosti (3453 stepena) karakteristika radioaktivnog transuranskog elementa neptunijum (Np) (od 637°C do 4090°C). Međutim, ako uzmemo u obzir pravi niz tečnosti - od tačke topljenja do kritične tačke - tada element helijum (He) ima najkraći period - samo 5,195 stepeni (od apsolutne nule do -268,928 °C), a najduži - 10200 stepeni - za volfram (od 3420°C do 13,620°C).

Najotrovnije

Među neradioaktivnim supstancama, najstroža ograničenja su postavljena za berilij (Be) - maksimalna dopuštena koncentracija (MAC) ovog elementa u zraku je samo 2 μg/m3. Među radioaktivnim izotopima koji postoje u prirodi ili proizvedeni u nuklearnim instalacijama, najstroža ograničenja sadržaja u zraku su postavljena za torij-228 (228 Th), koji je prvi otkrio Otto Hahn (Njemačka) 1905. (2,4 10 – 16 g/m 3), a po sadržaju u vodi – za radijum-228 (228 Ra), koji je otkrio O. Gan 1907. (1,1·10 –13 g/l). Sa ekološke tačke gledišta, imaju značajan poluživot (tj. preko 6 mjeseci).

Ginisova knjiga rekorda, 1998

Najčešći

Litosfera. Kiseonik (O), 46,60% težinski. 1771. godine otkrio Karl Scheele (Švedska).
Atmosfera. Azot (N), 78,09% po zapremini, 75,52% po masi. Otkrio ga je 1772. Rutherford (Velika Britanija).
Univerzum. Vodonik (H), 90% ukupne supstance. Otkrio 1776. Henry Cavendish (Velika Britanija).

Najrjeđi (od 94)

Litosfera.
Astatin (At): 0,16 g u zemljinoj kori. Otvoren 1940. godine od strane Corsona (SAD) i zaposlenih. Prirodni izotop astatin 215 (215At) (otkrili su 1943. godine B. Karlik i T. Bernert, Austrija) postoji u količinama od samo 4,5 nanograma.
Atmosfera.
Radon (Rn): samo 2,4 kg (6·10–20 zapremina jednog dela na milion). Otvoren 1900. godine od strane Dorn-a (Njemačka). Vjeruje se da je koncentracija ovog radioaktivnog plina u područjima naslaga granitnih stijena izazvala brojne karcinome. Ukupna masa radona koja se nalazi u zemljinoj kori, iz koje se popunjavaju rezerve atmosferskog gasa, iznosi 160 tona.

Najlakši

plin:
Vodonik (H) ima gustinu od 0,00008989 g/cm3 na temperaturi od 0°C i pritisku od 1 atm. Otvoren 1776. od strane Cavendisha (Velika Britanija).
Metal.
Litijum (Li), sa gustinom od 0,5334 g/cm3, je najlakši od svih čvrstih materija. 1817. godine otkrio Arfvedson (Švedska).

Maksimalna gustina

Osmijum (Os), sa gustinom od 22,59 g/cm3, je najteža od svih čvrstih materija. Otkrio 1804. Tennant (Velika Britanija).

Najteži gas

To je radon (Rn), čija je gustina 0,01005 g/cm3 na 0°C. Otvoren 1900. godine od strane Dorn-a (Njemačka).

Zadnje primljeno

Element 108, ili unilokcij (Uno). Ovo privremeno ime dala je Međunarodna unija za čistu i primijenjenu hemiju (IUPAC). Dobili su ga u aprilu 1984. G. Münzenberg i saradnici (Zapadna Njemačka), koji su uočili samo 3 atoma ovog elementa u laboratoriji Društva za istraživanje teških jona u Darmstadtu. U junu iste godine pojavila se poruka da je ovaj element dobio i Yu.Ts. Oganesyan i saradnici u Zajedničkom institutu za nuklearna istraživanja, Dubna, SSSR.

Jedan atom unilena (Une) dobijen je bombardovanjem bizmuta jonima gvožđa u laboratoriji Društva za istraživanje teških jona, Darmštat, Zapadna Nemačka, 29. avgusta 1982. Ima najveći atomski broj (element 109) i najviši atomski masa (266) . Prema najpreliminarnijim podacima, sovjetski naučnici su posmatrali formiranje izotopa elementa 110 sa atomskom masom od 272 (preliminarni naziv - ununnilium (Uun)).

Najčistiji

Helijum-4 (4He), dobijen u aprilu 1978. od strane P.V. McLintock sa Univerziteta Lancaster, SAD, ima manje od 2 dijela nečistoća na 1015 dijelova zapremine.

Najteže

Ugljik (C). U svom alotropskom obliku, dijamant ima Knoop tvrdoću od 8400. Poznat od praistorije.

Najdraži

Kalifornijski (Cf) prodavan je 1970. po cijeni od 10 dolara po mikrogramu. Otvoren 1950. godine od strane Seaborga (SAD) i zaposlenih.

Najfleksibilniji

Zlato (Au). Iz 1 g možete izvući žicu dugu 2,4 km. Poznat od 3000. godine prije Krista.

Najveća vlačna čvrstoća

Bor (B) – 5,7 GPa. Otkrili su ga 1808. Gay-Lussac i Thénard (Francuska) i H. Davy (Velika Britanija).

Tačka topljenja/ključanja

Najniže.
Među nemetalima, helijum-4 (4He) ima najnižu tačku topljenja -272,375°C pri pritisku od 24,985 atm i najnižu tačku ključanja -268,928°C. Helijum su 1868. otkrili Lockyer (Velika Britanija) i Jansen (Francuska). Monatomski vodonik (H) mora biti nestišljiv superfluidni gas. Među metalima, odgovarajući parametri za živu (Hg) su –38,836°C (tačka topljenja) i 356,661°C (tačka ključanja).
Najviši.
Među nemetalima, najviša tačka topljenja i ključanja je ugljenik (C), poznat još od praistorije: 530°C i 3870°C. Međutim, čini se kontroverznim da je grafit stabilan na visokim temperaturama. Prelaskom iz čvrstog u parno stanje na 3720°C, grafit se može dobiti kao tečnost pri pritisku od 100 atm i temperaturi od 4730°C. Među metalima, odgovarajući parametri za volfram (W) su 3420°C (tačka topljenja) i 5860°C (tačka ključanja). Otvoren 1783. godine od strane H.H. i F. d'Eluyarami (Španija).

Izotopi

Najveći broj izotopa(po 36) za ksenon (Xe), koji su 1898. otkrili Ramsay i Travers (Velika Britanija), i za cezijum (Cs), koji su 1860. otkrili Bunsen i Kirchhoff (Njemačka). Najmanju količinu ima vodonik (H) (3: protij, deuterijum i tricijum), koji je 1776. otkrio Cavendish (Velika Britanija).

Najstabilniji

Telur-128 (128Te), prema dvostrukom beta raspadu, ima poluživot od 1,5 1024 godine. Telur (Te) je 1782. godine otkrio Müller von Reichenstein (Austrija). Izotop 128Te prvi je otkrio u svom prirodnom stanju 1924. godine F. Aston (Velika Britanija). Podaci o njegovoj superstabilnosti su 1968. godine ponovo potvrđeni studijama E. Alexandera Jr., B. Srinivasana i O. Manuela (SAD). Rekord alfa raspada pripada samariju-148 (148Sm) – 8·1015 godina. Rekord beta raspada pripada izotopu kadmijuma 113 (113Cd) – 9·1015 godina. Oba izotopa je u njihovom prirodnom stanju otkrio F. Aston, 1933. odnosno 1924. godine. Radioaktivnost 148Sm su otkrili T. Wilkins i A. Dempster (SAD) 1938. godine, a radioaktivnost 113Cd su 1961. otkrili D. Watt i R. Glover (Velika Britanija).

Najnestabilniji

Životni vijek litijuma-5 (5Li) je ograničen na 4,4 10–22 s. Izotop su prvi otkrili E. Titterton (Australija) i T. Brinkley (Velika Britanija) 1950. godine.

Najotrovnije

Među neradioaktivnim supstancama, najstroža ograničenja su postavljena za berilij (Be) - maksimalna dopuštena koncentracija (MAC) ovog elementa u zraku je samo 2 μg/m3. Među radioaktivnim izotopima koji postoje u prirodi ili proizvedeni u nuklearnim instalacijama, najstroža ograničenja sadržaja u zraku postavljena su za torij-228 (228Th), koji je prvi otkrio Otto Hahn (Njemačka) 1905. (2,4 10–16 g/m3), a po sadržaju u vodi - za radijum-228 (228Ra), koji je otkrio O. Gan 1907. (1,1·10–13 g/l). Sa ekološke tačke gledišta, imaju značajan poluživot (tj. preko 6 mjeseci).

Čovjek je oduvijek težio da pronađe materijale koji ne ostavljaju šanse njegovim konkurentima. Od davnina, naučnici su tražili najtvrđe materijale na svijetu, najlakše i najteže. Žeđ za otkrićem dovela je do otkrića idealnog plina i idealnog crnog tijela. Predstavljamo vam najneverovatnije supstance na svetu.

1. Najcrnja supstanca

Najcrnja tvar na svijetu zove se Vantablack i sastoji se od kolekcije ugljičnih nanocijevi (vidi ugljik i njegove alotrope). Jednostavno rečeno, materijal se sastoji od bezbrojnih „dlaka“, kada se jednom uhvati u njih, svjetlost se odbija od jedne cijevi do druge. Na ovaj način, oko 99,965% svjetlosnog toka se apsorbira i samo se mali dio odbija nazad.
Otkriće Vantablacka otvara široke izglede za upotrebu ovog materijala u astronomiji, elektronici i optici.

2. Najzapaljivija supstanca

Klor trifluorid je najzapaljivija supstanca ikada poznata čovečanstvu. Snažan je oksidant i reaguje sa gotovo svim hemijskim elementima. Klor trifluorid može spaliti beton i lako zapaliti staklo! Upotreba hlor trifluorida je praktično nemoguća zbog njegove fenomenalne zapaljivosti i nemogućnosti da se obezbedi sigurna upotreba.

3. Najotrovnija supstanca

Najmoćniji otrov je botulinum toksin. Znamo ga pod imenom Botox, kako ga zovu u kozmetologiji, gdje je i našao svoju glavnu primjenu. Botulinski toksin je kemikalija koju proizvodi bakterija Clostridium botulinum. Osim što je botulinum toksin najotrovnija supstanca, ima i najveću molekularnu težinu među proteinima. O fenomenalnoj toksičnosti supstance svjedoči činjenica da je samo 0,00002 mg min/l botulinum toksina dovoljno da zahvaćeno područje učini smrtonosnim za ljude na pola dana.

4. Najtoplija supstanca

Ovo je takozvana kvark-gluonska plazma. Supstanca je nastala sudaranjem atoma zlata brzinom skorom svjetlosti. Kvark-gluonska plazma ima temperaturu od 4 triliona stepeni Celzijusa. Poređenja radi, ova brojka je 250.000 puta veća od temperature Sunca! Nažalost, životni vek materije je ograničen na trilionti deo jedne triliontine sekunde.

5. Najkaustičnija kiselina

U ovoj nominaciji šampion je fluorid-antimonova kiselina H. Fluor-antimonova kiselina je 2×10 16 (dvjesto kvintiliona) puta kaustičnija od sumporne kiseline. Vrlo je aktivna tvar i može eksplodirati ako se doda mala količina vode. Isparenja ove kiseline su smrtonosno otrovna.

6. Najeksplozivnija supstanca

Najeksplozivnija supstanca je heptanitrokuban. Veoma je skup i koristi se samo za naučna istraživanja. Ali nešto manje eksplozivni oktogen uspješno se koristi u vojnim poslovima i u geologiji prilikom bušenja bušotina.

7. Najradioaktivnija supstanca

Polonijum-210 je izotop polonija koji ne postoji u prirodi, već ga proizvode ljudi. Koristi se za stvaranje minijaturnih, ali u isto vrijeme vrlo moćnih izvora energije. Ima vrlo kratko vrijeme poluraspada i stoga je sposoban uzrokovati tešku bolest zračenja.

8. Najteža supstanca

Ovo je, naravno, fulerit. Njegova tvrdoća je skoro 2 puta veća od tvrdoće prirodnih dijamanata. Više o fuleritu možete pročitati u našem članku Najtvrđi materijali na svijetu.

9. Najjači magnet

Najjači magnet na svijetu napravljen je od željeza i dušika. Trenutno detalji o ovoj supstanci nisu dostupni široj javnosti, ali je već poznato da je novi super-magnet 18% jači od najjačih magneta koji se trenutno koriste - neodimijuma. Neodimijski magneti su napravljeni od neodimija, željeza i bora.

10. Najtečnija supstanca

Superfluid Helium II nema skoro nikakav viskozitet na temperaturama blizu apsolutne nule. Ovo svojstvo je zbog njegovog jedinstvenog svojstva curenja i izlivanja iz posude napravljene od bilo kojeg čvrstog materijala. Helijum II ima izglede za upotrebu kao idealan toplotni provodnik u kome se toplota ne rasipa.