فراوان ترین عنصر در کیهان چیست؟ سوابق در علم و فناوری. عناصر اصطلاحاتی که باید بدانید

عنصر شیمیایی یک اصطلاح جمعی است که مجموعه ای از اتم های یک ماده ساده را توصیف می کند، یعنی اتم هایی که نمی توان آنها را به اجزای ساده تر (با توجه به ساختار مولکول های آنها) تقسیم کرد. تصور کنید یک تکه آهن خالص به شما داده شود و از شما خواسته شود با استفاده از هر وسیله یا روشی که تاکنون توسط شیمیدان ها اختراع شده است، آن را به اجزای فرضی آن جدا کنید. با این حال، شما نمی توانید هیچ کاری انجام دهید، آهن هرگز به چیز ساده تر تقسیم نمی شود. یک ماده ساده - آهن - مربوط به عنصر شیمیایی Fe است.

تعریف نظری

واقعیت تجربی ذکر شده در بالا را می توان با استفاده از تعریف زیر توضیح داد: یک عنصر شیمیایی مجموعه ای انتزاعی از اتم ها (نه مولکول ها!) از ماده ساده مربوطه، یعنی اتم هایی از همان نوع است. اگر راهی برای نگاه کردن به تک تک اتم های موجود در قطعه آهن خالص ذکر شده در بالا وجود داشت، آنگاه همه آنها اتم های آهن بودند. در مقابل، یک ترکیب شیمیایی مانند اکسید آهن همیشه حاوی حداقل دو نوع اتم مختلف است: اتم های آهن و اتم های اکسیژن.

اصطلاحاتی که باید بدانید

جرم اتمی: جرم پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها که اتم یک عنصر شیمیایی را تشکیل می دهند.

عدد اتمی: تعداد پروتون های موجود در هسته اتم یک عنصر.

نماد شیمیایی: یک حرف یا جفت حروف لاتین که نشان دهنده تعیین یک عنصر معین است.

ترکیب شیمیایی: ماده ای است که از دو یا چند عنصر شیمیایی به نسبت معینی با یکدیگر ترکیب شده است.

فلز: عنصری که در واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر الکترون از دست می دهد.

متالوئید: عنصری که گاهی به صورت فلز و گاهی به صورت غیرفلز واکنش نشان می دهد.

غیر فلز: عنصری که در واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر به دنبال به دست آوردن الکترون است.

جدول تناوبی عناصر شیمیایی: سیستم طبقه بندی عناصر شیمیایی بر اساس عدد اتمی آنها.

عنصر مصنوعی: نوعی که به صورت مصنوعی در آزمایشگاه تولید می شود و عموماً در طبیعت یافت نمی شود.

عناصر طبیعی و مصنوعی

نود و دو عنصر شیمیایی به طور طبیعی در زمین وجود دارند. بقیه به صورت مصنوعی در آزمایشگاه به دست آمد. یک عنصر شیمیایی مصنوعی معمولاً محصول واکنش‌های هسته‌ای در شتاب‌دهنده‌های ذرات (وسایلی که برای افزایش سرعت ذرات زیر اتمی مانند الکترون‌ها و پروتون‌ها استفاده می‌شوند) یا راکتورهای هسته‌ای (دستگاه‌هایی که برای کنترل انرژی آزاد شده توسط واکنش‌های هسته‌ای استفاده می‌شوند) است. اولین عنصر مصنوعی با عدد اتمی 43 تکنسیوم بود که در سال 1937 توسط فیزیکدانان ایتالیایی C. Perrier و E. Segre کشف شد. به غیر از تکنسیوم و پرومتیم، تمام عناصر مصنوعی دارای هسته هایی بزرگتر از اورانیوم هستند. آخرین عنصر شیمیایی مصنوعی که نام خود را دریافت کرد لیورموریوم (116) و قبل از آن فلروویوم (114) بود.

دو دوجین عنصر مشترک و مهم

* اگر مقدار مشخص نشده باشد، عنصر کمتر از 0.1 درصد است.

انفجار بزرگ به عنوان علت اصلی تشکیل ماده

اولین عنصر شیمیایی کدام عنصر در کیهان بود؟ دانشمندان معتقدند پاسخ این سوال در ستارگان و فرآیندهای تشکیل ستاره ها نهفته است. اعتقاد بر این است که جهان در مقطعی از زمان بین 12 تا 15 میلیارد سال پیش به وجود آمده است. تا این لحظه به هیچ چیز جز انرژی فکر نمی شود. اما اتفاقی افتاد که این انرژی را به یک انفجار بزرگ (به اصطلاح بیگ بنگ) تبدیل کرد. در ثانیه های بعدی پس از انفجار بزرگ، ماده شروع به شکل گیری کرد.

اولین ساده ترین اشکال ماده که ظاهر شد پروتون ها و الکترون ها بودند. برخی از آنها برای تشکیل اتم های هیدروژن ترکیب می شوند. دومی از یک پروتون و یک الکترون تشکیل شده است. این ساده ترین اتمی است که می تواند وجود داشته باشد.

به آهستگی، طی دوره‌های زمانی طولانی، اتم‌های هیدروژن شروع به خوشه‌بندی در مناطق خاصی از فضا کردند و ابرهای متراکمی را تشکیل دادند. هیدروژن موجود در این ابرها توسط نیروهای گرانشی به صورت تشکیلات فشرده به هم کشیده شد. در نهایت این ابرهای هیدروژن به اندازه کافی متراکم شدند تا ستاره ها را تشکیل دهند.

ستارگان به عنوان راکتورهای شیمیایی عناصر جدید

ستاره به سادگی توده ای از ماده است که از واکنش های هسته ای انرژی تولید می کند. رایج ترین این واکنش ها شامل ترکیب چهار اتم هیدروژن است که یک اتم هلیوم را تشکیل می دهند. هنگامی که ستارگان شروع به شکل گیری کردند، هلیم به دومین عنصری تبدیل شد که در کیهان ظاهر شد.

با افزایش سن ستارگان، آنها از واکنش های هسته ای هیدروژن-هلیوم به انواع دیگر تغییر می کنند. در آنها، اتم های هلیوم اتم های کربن را تشکیل می دهند. بعداً اتم های کربن اکسیژن، نئون، سدیم و منیزیم را تشکیل می دهند. بعدها، نئون و اکسیژن با یکدیگر ترکیب می شوند و منیزیم را تشکیل می دهند. با ادامه این واکنش ها، عناصر شیمیایی بیشتر و بیشتری تشکیل می شوند.

اولین سیستم های عناصر شیمیایی

بیش از 200 سال پیش، شیمیدانان شروع به جستجوی راه هایی برای طبقه بندی آنها کردند. در اواسط قرن نوزدهم، حدود 50 عنصر شیمیایی شناخته شده بود. یکی از سوالاتی که شیمیدانان به دنبال حل آن بودند. به موارد زیر خلاصه می شود: آیا یک عنصر شیمیایی یک ماده کاملاً متفاوت از هر عنصر دیگری است؟ یا برخی عناصر به نحوی با دیگران مرتبط هستند؟ آیا قانون کلی وجود دارد که آنها را متحد کند؟

شیمیدانان سیستم های مختلفی از عناصر شیمیایی را پیشنهاد کردند. به عنوان مثال، شیمیدان انگلیسی ویلیام پروت در سال 1815 پیشنهاد کرد که جرم اتمی همه عناصر مضرب جرم اتم هیدروژن است، اگر آن را برابر با وحدت در نظر بگیریم، یعنی باید اعداد صحیح باشند. در آن زمان، جرم اتمی بسیاری از عناصر قبلاً توسط جی دالتون در رابطه با جرم هیدروژن محاسبه شده بود. با این حال، اگر این مورد تقریباً برای کربن، نیتروژن و اکسیژن باشد، کلر با جرم 35.5 در این طرح نمی گنجد.

شیمیدان آلمانی یوهان ولفگانگ دوبراینر (1780-1849) در سال 1829 نشان داد که سه عنصر از گروه به اصطلاح هالوژن (کلر، برم و ید) را می توان بر اساس جرم اتمی نسبی آنها طبقه بندی کرد. وزن اتمی برم (79.9) تقریباً دقیقاً میانگین وزن اتمی کلر (35.5) و ید (127) است، یعنی 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25 (نزدیک به 79.9). این اولین رویکرد برای ساخت یکی از گروه های عناصر شیمیایی بود. دوبراینر دو سه گانه دیگر از این عناصر را کشف کرد، اما نتوانست قانون تناوبی کلی را تدوین کند.

جدول تناوبی عناصر شیمیایی چگونه ظاهر شد؟

اکثر طرح های طبقه بندی اولیه چندان موفق نبودند. سپس، در حدود سال 1869، تقریباً همان کشف توسط دو شیمیدان تقریباً همزمان انجام شد. شیمیدان روسی دیمیتری مندلیف (1834-1907) و شیمیدان آلمانی جولیوس لوتار مایر (1830-1895) سازماندهی عناصری را که خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی دارند در یک سیستم مرتب از گروه ها، سری ها و دوره ها پیشنهاد کردند. در همان زمان، مندلیف و مایر خاطرنشان کردند که خواص عناصر شیمیایی بسته به وزن اتمی آنها به طور متناوب تکرار می شود.

امروزه، مندلیف را عموماً کاشف قانون تناوبی می‌دانند، زیرا او قدمی برداشت که مایر انجام نداد. وقتی همه عناصر در جدول تناوبی چیده شدند، شکاف هایی ظاهر شد. مندلیف پیش بینی کرد که این مکان ها مکان هایی برای عناصری هستند که هنوز کشف نشده اند.

با این حال، او حتی فراتر رفت. مندلیف خواص این عناصر هنوز کشف نشده را پیش بینی کرد. او می دانست که آنها در کجای جدول تناوبی قرار دارند، بنابراین می توانست ویژگی های آنها را پیش بینی کند. قابل توجه است که هر عنصر شیمیایی که مندلیف پیش‌بینی کرده بود، گالیم، اسکاندیم و ژرمانیوم، کمتر از ده سال پس از انتشار قانون تناوبی‌اش کشف شد.

شکل کوتاه جدول تناوبی

تلاش‌هایی برای شمارش چند گزینه برای نمایش گرافیکی جدول تناوبی توسط دانشمندان مختلف صورت گرفته است. مشخص شد که بیش از 500 مورد وجود دارد. علاوه بر این، 80٪ از کل تعداد گزینه ها جداول و بقیه اشکال هندسی، منحنی های ریاضی و غیره هستند. در نتیجه، چهار نوع جدول کاربرد عملی پیدا کردند: کوتاه، نیمه. -طول، بلند و نردبانی (همی). دومی توسط فیزیکدان بزرگ N. Bohr پیشنهاد شد.

تصویر زیر فرم کوتاه را نشان می دهد.

در آن، عناصر شیمیایی به ترتیب صعودی اعداد اتمی خود از چپ به راست و از بالا به پایین مرتب شده اند. بنابراین، اولین عنصر شیمیایی جدول تناوبی، هیدروژن، دارای عدد اتمی 1 است، زیرا هسته های اتم های هیدروژن حاوی یک و تنها یک پروتون هستند. به همین ترتیب، اکسیژن دارای عدد اتمی 8 است زیرا هسته‌های همه اتم‌های اکسیژن دارای 8 پروتون هستند (شکل زیر را ببینید).

قطعات ساختاری اصلی سیستم تناوبی دوره ها و گروه هایی از عناصر هستند. در شش دوره، تمام سلول ها پر می شوند، دوره هفتم هنوز کامل نشده است (عناصر 113، 115، 117 و 118، اگرچه در آزمایشگاه سنتز شده اند، اما هنوز به طور رسمی ثبت نشده اند و نامی ندارند).

گروه ها به زیرگروه های اصلی (A) و فرعی (B) تقسیم می شوند. عناصر سه دوره اول، که هر یک شامل یک ردیف است، منحصراً در زیرگروه های A گنجانده شده است. چهار دوره باقی مانده شامل دو ردیف است.

عناصر شیمیایی در یک گروه تمایل به خواص شیمیایی مشابهی دارند. بنابراین، گروه اول شامل فلزات قلیایی، دوم - فلزات قلیایی خاکی است. عناصر در همان دوره دارای خواصی هستند که به آرامی از یک فلز قلیایی به یک گاز نجیب تبدیل می شود. شکل زیر نشان می دهد که چگونه یکی از ویژگی ها، شعاع اتمی، برای عناصر جداگانه در جدول تغییر می کند.

فرم دوره طولانی جدول تناوبی

در شکل زیر نشان داده شده است و در دو جهت ردیف و ستون تقسیم شده است. هفت ردیف نقطه، مانند شکل کوتاه، و 18 ستون به نام گروه یا خانواده وجود دارد. در واقع افزایش تعداد گروه ها از 8 گروه در فرم کوتاه به 18 گروه در فرم بلند با قرار دادن تمام عناصر در دوره هایی که از 4 شروع می شود، نه در دو، بلکه در یک خط به دست می آید.

همانطور که در بالای جدول نشان داده شده است، از دو سیستم شماره گذاری مختلف برای گروه ها استفاده می شود. سیستم اعداد رومی (IA، IIA، IIB، IVB، و غیره) به طور سنتی در ایالات متحده محبوب بوده است. سیستم دیگری (1، 2، 3، 4، و غیره) به طور سنتی در اروپا استفاده می شود و چندین سال پیش برای استفاده در ایالات متحده توصیه می شد.

ظاهر جداول تناوبی در شکل های بالا مانند هر جدول منتشر شده کمی گمراه کننده است. دلیل این امر این است که دو گروه از عناصر نشان داده شده در پایین جداول باید در واقع در داخل آنها قرار گیرند. به عنوان مثال، لانتانیدها متعلق به دوره 6 بین باریم (56) و هافنیوم (72) هستند. علاوه بر این، اکتینیدها متعلق به دوره 7 بین رادیوم (88) و روترفوردیم (104) هستند. اگر آنها را در یک میز قرار می دادند، آنقدر پهن می شد که روی یک تکه کاغذ یا نمودار دیواری قرار نمی گرفت. بنابراین، مرسوم است که این عناصر را در پایین جدول قرار دهید.

94 عنصر شیمیایی در طبیعت یافت می شود. تا به امروز، 15 عنصر ترانس اورانیوم دیگر به طور مصنوعی به دست آمده است (عناصر از 95 تا 109)، وجود 10 مورد از آنها غیرقابل انکار است.

رایج ترین

لیتوسفر.اکسیژن (O)، 46.60 درصد وزنی. در سال 1771 توسط کارل شیله (سوئد) کشف شد.

جو.نیتروژن (N)، 78.09٪ حجمی، 75.52٪ از نظر جرم. در سال 1772 توسط رادرفورد (بریتانیا کبیر) کشف شد.

کائنات.هیدروژن (H)، 90٪ از کل ماده. در سال 1776 توسط هنری کاوندیش (بریتانیا کبیر) کشف شد.

نادرترین (از 94)

لیتوسفر.استاتین (At): 0.16 گرم در پوسته زمین. در سال 1940 توسط Corson (ایالات متحده آمریکا) و کارمندان افتتاح شد. ایزوتوپ طبیعی آستاتین 215 (215 At) (که در سال 1943 توسط B. Karlik و T. Bernert، اتریش کشف شد) در مقادیر تنها 4.5 نانوگرم وجود دارد.

جو.رادون (Rn): فقط 2.4 کیلوگرم (6·10–20 حجم یک قسمت در هر 1 میلیون). در سال 1900 توسط Dorn (آلمان) افتتاح شد. اعتقاد بر این است که غلظت این گاز رادیواکتیو در مناطقی از رسوبات سنگ گرانیت باعث ایجاد تعدادی سرطان شده است. مجموع جرم رادون موجود در پوسته زمین که ذخایر گاز اتمسفر از آن دوباره پر می شود، 160 تن است.

ساده ترین

گاز.هیدروژن (H) دارای چگالی 0.00008989 گرم بر سانتی متر مکعب در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 1 اتمسفر است. در سال 1776 توسط کاوندیش (بریتانیای کبیر) افتتاح شد.

فلز.لیتیوم (Li)، با چگالی 0.5334 گرم بر سانتی متر مکعب، سبک ترین ماده جامد است. در سال 1817 توسط Arfvedson (سوئد) کشف شد.

حداکثر چگالی

اوسمیوم (Os)، با چگالی 22.59 گرم بر سانتی متر مکعب، سنگین ترین ماده جامد است. در سال 1804 توسط تنانت (بریتانیا کبیر) کشف شد.

سنگین ترین گاز

این رادون (Rn) است که چگالی آن 0.01005 گرم بر سانتی متر مکعب در دمای 0 درجه سانتی گراد است. در سال 1900 توسط Dorn (آلمان) افتتاح شد.

آخرین دریافت

عنصر 108 یا unniloctium (Uno). این نام موقت توسط اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) داده شده است. در آوریل 1984 توسط G. Münzenberg و همکارانش (آلمان غربی)، که تنها 3 اتم از این عنصر را در آزمایشگاه انجمن تحقیقات یون های سنگین در دارمشتات مشاهده کردند، به دست آمد. در ژوئن همان سال، پیامی ظاهر شد که این عنصر توسط Yu.Ts نیز به دست آمده است. اوگانسیان و همکارانش در موسسه مشترک تحقیقات هسته ای، دوبنا، اتحاد جماهیر شوروی.

یک اتم منفرد unnilenium (Une) با بمباران بیسموت با یون های آهن در آزمایشگاه انجمن تحقیقات یون سنگین، دارمشتات، آلمان غربی، در 29 اوت 1982 به دست آمد. دارای بالاترین عدد اتمی (عنصر 109) و بالاترین عدد اتمی است. جرم (266) . طبق داده های اولیه، دانشمندان شوروی تشکیل ایزوتوپ عنصر 110 را با جرم اتمی 272 مشاهده کردند (نام اولیه - ununnilium (Uun)).

تمیزترین

هلیوم-4 (4 He)، در آوریل 1978 توسط P.V. مک‌لینتاک از دانشگاه لنکستر، ایالات متحده، کمتر از 2 قسمت ناخالصی در هر 10 15 قسمت حجم دارد.

سخت ترین

کربن (C). الماس در شکل آلوتروپیک خود دارای سختی Knoop 8400 است. از دوران ماقبل تاریخ شناخته شده است.

عزیزترین

کالیفرنیا (Cf) در سال 1970 به قیمت 10 دلار در هر میکروگرم فروخته شد. در سال 1950 توسط Seaborg (ایالات متحده آمریکا) و همکارانش افتتاح شد.

منعطف ترین

طلا (Au). از 1 گرم می توانید سیمی به طول 2.4 کیلومتر بکشید. شناخته شده از 3000 قبل از میلاد.

بالاترین مقاومت کششی

بور (B) - 5.7 گیگا پاسکال. در سال 1808 توسط Gay-Lussac و Thénard (فرانسه) و H. Davy (بریتانیا کبیر) کشف شد.

نقطه ذوب/جوش

پایین ترین.در میان غیر فلزات، هلیوم-4 (4He) دارای کمترین نقطه ذوب -272.375 درجه سانتیگراد در فشار 24.985 atm و کمترین نقطه جوش -268.928 درجه سانتیگراد است. هلیوم در سال 1868 توسط Lockyer (بریتانیا کبیر) و Jansen (فرانسه) کشف شد. هیدروژن تک اتمی (H) باید یک گاز ابرسیال تراکم ناپذیر باشد. در میان فلزات، پارامترهای مربوط به جیوه (Hg): -38.836 درجه سانتی گراد (نقطه ذوب) و 356.661 درجه سانتی گراد (نقطه جوش).

بلندترین.در میان غیر فلزات، بالاترین نقطه ذوب و نقطه جوش کربن (C) است که از دوران ماقبل تاریخ شناخته شده است: 530 درجه سانتی گراد و 3870 درجه سانتی گراد. با این حال، به نظر می رسد بحث برانگیز است که گرافیت در دماهای بالا پایدار است. با انتقال از حالت جامد به حالت بخار در دمای 3720 درجه سانتی گراد، گرافیت را می توان به صورت مایع در فشار 100 اتمسفر و دمای 4730 درجه سانتی گراد به دست آورد. در میان فلزات، پارامترهای مربوط به تنگستن (W) 3420 درجه سانتی گراد (نقطه ذوب) و 5860 درجه سانتی گراد (نقطه جوش) است. در سال 1783 توسط H.H. و F. d'Eluyarami (اسپانیا).

ایزوتوپ ها

بیشترین تعداد ایزوتوپ (هر کدام 36 ایزوتوپ) در زنون (Xe) که در سال 1898 توسط Ramsay و Travers (بریتانیا کبیر) کشف شد و در سزیم (Cs) که در سال 1860 توسط Bunsen و Kirchhoff (آلمان) کشف شد، یافت شد. هیدروژن (H) دارای کمترین مقدار (3: پروتیوم، دوتریوم و تریتیوم) است که در سال 1776 توسط کاوندیش (بریتانیا کبیر) کشف شد.

پایدارترین.تلوریوم-128 (128 Te)، با توجه به واپاشی مضاعف بتا، نیمه عمر 1.5 10 24 سال دارد. تلوریم (Te) در سال 1782 توسط مولر فون رایششتاین (اتریش) کشف شد. ایزوتوپ 128 Te اولین بار در سال 1924 توسط F. Aston (بریتانیا کبیر) در حالت طبیعی خود کشف شد. داده های فوق پایداری آن دوباره در سال 1968 توسط مطالعات E. Alexander Jr.، B. Srinivasan و O. Manuel (ایالات متحده آمریکا) تأیید شد. رکورد فروپاشی آلفا متعلق به ساماریوم-148 (148 مترمربع) - 8·10 15 سال است. رکورد واپاشی بتا متعلق به ایزوتوپ کادمیوم 113 (113 Cd) - 9 · 10 15 سال است. هر دو ایزوتوپ در حالت طبیعی خود توسط F. Aston به ترتیب در سال های 1933 و 1924 کشف شدند. رادیواکتیویته 148 Sm توسط T. Wilkins و A. Dempster (ایالات متحده آمریکا) در سال 1938 و رادیواکتیویته 113 Cd در سال 1961 توسط D. Watt و R. Glover (بریتانیا کبیر) کشف شد.

بی ثبات ترین.طول عمر لیتیوم-5 (5 Li) به 4.4 10-22 ثانیه محدود شده است. ایزوتوپ اولین بار توسط E. Titterton (استرالیا) و T. Brinkley (بریتانیا) در سال 1950 کشف شد.

سری مایع

با در نظر گرفتن تفاوت بین نقطه ذوب و نقطه جوش، عنصری با کوتاه ترین سری مایع، نئون گاز نجیب (Ne) است - فقط 2.542 درجه (-248.594 درجه سانتیگراد تا -246.052 درجه سانتیگراد)، در حالی که طولانی ترین سری مایع (3453 درجه) ویژگی عنصر ترانس اورانیوم رادیواکتیو نپتونیوم (Np) (از 637 درجه سانتیگراد تا 4090 درجه سانتیگراد). با این حال، اگر سری واقعی مایعات را - از نقطه ذوب تا نقطه بحرانی - در نظر بگیریم، عنصر هلیم (He) کوتاه‌ترین دوره را دارد - فقط 5.195 درجه (از صفر مطلق تا -268.928 درجه سانتیگراد) و طولانی ترین - 10200 درجه - برای تنگستن (از 3420 درجه سانتیگراد تا 13620 درجه سانتیگراد).

سمی ترین

در میان مواد غیر رادیواکتیو، سخت ترین محدودیت ها برای بریلیوم (Be) تعیین شده است - حداکثر غلظت مجاز (MAC) این عنصر در هوا تنها 2 میکروگرم بر متر مکعب است. در میان ایزوتوپ های رادیواکتیو موجود در طبیعت یا تولید شده توسط تاسیسات هسته ای، سخت ترین محدودیت ها برای محتوای موجود در هوا برای توریم-228 (228 Th) تعیین شده است که اولین بار توسط اتو هان (آلمان) در سال 1905 کشف شد (2.4 10 - 16 گرم بر متر مکعب) و از نظر محتوای آب - برای رادیوم 228 (228 Ra) که توسط O. Gan در سال 1907 کشف شد (1.1·10-13 g/l). از نقطه نظر محیطی، نیمه عمر قابل توجهی دارند (یعنی بیش از 6 ماه).

کتاب رکوردهای گینس، 1998

رایج ترین

لیتوسفر.اکسیژن (O)، 46.60 درصد وزنی. در سال 1771 توسط کارل شیله (سوئد) کشف شد.
جو.نیتروژن (N)، 78.09٪ حجمی، 75.52٪ از نظر جرم. در سال 1772 توسط رادرفورد (بریتانیا کبیر) کشف شد.
کائنات.هیدروژن (H)، 90٪ از کل ماده. در سال 1776 توسط هنری کاوندیش (بریتانیا کبیر) کشف شد.

نادرترین (از 94)

لیتوسفر.
استاتین (At): 0.16 گرم در پوسته زمین. در سال 1940 توسط Corson (ایالات متحده آمریکا) و کارمندان افتتاح شد. ایزوتوپ طبیعی آستین 215 (215At) (که در سال 1943 توسط B. Karlik و T. Bernert، اتریش کشف شد) در مقادیر تنها 4.5 نانوگرم وجود دارد.
جو.
رادون (Rn): فقط 2.4 کیلوگرم (6·10-20 حجم یک قسمت در میلیون). در سال 1900 توسط Dorn (آلمان) افتتاح شد. اعتقاد بر این است که غلظت این گاز رادیواکتیو در مناطقی از رسوبات سنگ گرانیت باعث ایجاد تعدادی سرطان شده است. مجموع جرم رادون موجود در پوسته زمین، که از آن ذخایر گاز اتمسفر دوباره پر می شود، 160 تن است.

ساده ترین

گاز:
هیدروژن (H) دارای چگالی 0.00008989 گرم بر سانتی متر مکعب در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 1 اتمسفر است. در سال 1776 توسط کاوندیش (بریتانیا) افتتاح شد.
فلز.
لیتیوم (Li)، با چگالی 0.5334 گرم بر سانتی متر مکعب، سبک ترین ماده جامد است. در سال 1817 توسط Arfvedson (سوئد) کشف شد.

حداکثر چگالی

اوسمیوم (Os)، با چگالی 22.59 گرم بر سانتی متر مکعب، سنگین ترین ماده جامد است. در سال 1804 توسط تنانت (بریتانیا کبیر) کشف شد.

سنگین ترین گاز

رادون (Rn) است که چگالی آن 0.01005 g/cm3 در دمای 0 درجه سانتی گراد است. در سال 1900 توسط Dorn (آلمان) افتتاح شد.

آخرین دریافت

عنصر 108 یا unniloctium (Uno). این نام موقت توسط اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) داده شده است. در آوریل 1984 توسط G. Münzenberg و همکارانش (آلمان غربی)، که تنها 3 اتم از این عنصر را در آزمایشگاه انجمن تحقیقات یون های سنگین در دارمشتات مشاهده کردند، به دست آمد. در ژوئن همان سال، پیامی ظاهر شد که این عنصر توسط Yu.Ts نیز به دست آمده است. اوگانسیان و همکارانش در موسسه مشترک تحقیقات هسته ای، دوبنا، اتحاد جماهیر شوروی.

یک اتم منفرد unnilenium (Une) با بمباران بیسموت با یون های آهن در آزمایشگاه انجمن تحقیقات یون سنگین، دارمشتات، آلمان غربی، در 29 اوت 1982 به دست آمد. دارای بالاترین عدد اتمی (عنصر 109) و بالاترین عدد اتمی است. جرم (266) . طبق داده های اولیه، دانشمندان شوروی تشکیل ایزوتوپ عنصر 110 را با جرم اتمی 272 مشاهده کردند (نام اولیه - ununnilium (Uun)).

تمیزترین

هلیوم-4 (4He)، در آوریل 1978 توسط P.V. مک‌لینتاک از دانشگاه لنکستر، ایالات متحده، کمتر از 2 قسمت ناخالصی در هر 1015 قسمت حجم دارد.

سخت ترین

کربن (C). الماس در شکل آلوتروپیک خود دارای سختی Knoop 8400 است. از دوران ماقبل تاریخ شناخته شده است.

عزیزترین

کالیفرنیا (Cf) در سال 1970 با قیمت 10 دلار در هر میکروگرم فروخته شد. در سال 1950 توسط Seaborg (ایالات متحده آمریکا) و کارکنان افتتاح شد.

منعطف ترین

طلا (Au). از 1 گرم می توانید سیمی به طول 2.4 کیلومتر بکشید. شناخته شده از 3000 قبل از میلاد.

بالاترین مقاومت کششی

بور (B) - 5.7 گیگا پاسکال. در سال 1808 توسط Gay-Lussac و Thénard (فرانسه) و H. Davy (بریتانیا کبیر) کشف شد.

نقطه ذوب/جوش

پایین ترین.
در میان غیر فلزات، هلیوم-4 (4He) دارای کمترین نقطه ذوب -272.375 درجه سانتیگراد در فشار 24.985 atm و کمترین نقطه جوش -268.928 درجه سانتیگراد است. هلیوم در سال 1868 توسط Lockyer (بریتانیا کبیر) و Jansen (فرانسه) کشف شد. هیدروژن تک اتمی (H) باید یک گاز ابرسیال تراکم ناپذیر باشد. در میان فلزات، پارامترهای مربوط به جیوه (Hg): -38.836 درجه سانتی گراد (نقطه ذوب) و 356.661 درجه سانتی گراد (نقطه جوش).
بلندترین.
در میان غیر فلزات، بالاترین نقطه ذوب و نقطه جوش کربن (C) است که از دوران ماقبل تاریخ شناخته شده است: 530 درجه سانتی گراد و 3870 درجه سانتی گراد. با این حال، به نظر می رسد بحث برانگیز است که گرافیت در دماهای بالا پایدار است. با انتقال از حالت جامد به حالت بخار در دمای 3720 درجه سانتی گراد، گرافیت را می توان به صورت مایع در فشار 100 اتمسفر و دمای 4730 درجه سانتی گراد به دست آورد. در میان فلزات، پارامترهای مربوط به تنگستن (W) 3420 درجه سانتی گراد (نقطه ذوب) و 5860 درجه سانتی گراد (نقطه جوش) است. در سال 1783 توسط H.H. و F. d'Eluyarami (اسپانیا).

ایزوتوپ ها

بیشترین تعداد ایزوتوپ ها(هر کدام 36) برای زنون (Xe)، کشف شده در 1898 توسط Ramsay و Travers (بریتانیا کبیر)، و برای سزیم (Cs) که در سال 1860 توسط Bunsen و Kirchhoff (آلمان) کشف شد. هیدروژن (H) دارای کمترین مقدار (3: پروتیوم، دوتریوم و تریتیوم) است که در سال 1776 توسط کاوندیش (بریتانیا کبیر) کشف شد.

پایدارترین

تلوریوم-128 (128Te)، با توجه به واپاشی مضاعف بتا، نیمه عمر 1.5 1024 سال دارد. تلوریم (Te) در سال 1782 توسط مولر فون رایششتاین (اتریش) کشف شد. ایزوتوپ 128Te اولین بار در سال 1924 توسط F. Aston (بریتانیا کبیر) در حالت طبیعی خود کشف شد. داده های فوق پایداری آن دوباره در سال 1968 توسط مطالعات E. Alexander Jr.، B. Srinivasan و O. Manuel (ایالات متحده آمریکا) تأیید شد. رکورد فروپاشی آلفا متعلق به ساماریوم-148 (148Sm) - 8·1015 سال است. رکورد واپاشی بتا متعلق به ایزوتوپ کادمیوم 113 (113Cd) - 9·1015 سال است. هر دو ایزوتوپ در حالت طبیعی خود توسط F. Aston به ترتیب در سال های 1933 و 1924 کشف شدند. رادیواکتیویته 148Sm توسط T. Wilkins و A. Dempster (ایالات متحده آمریکا) در سال 1938 کشف شد و رادیواکتیویته 113Cd در سال 1961 توسط D. Watt و R. Glover (بریتانیا کبیر) کشف شد.

بی ثبات ترین

طول عمر لیتیوم-5 (5Li) به 4.4 10-22 ثانیه محدود شده است. ایزوتوپ اولین بار توسط E. Titterton (استرالیا) و T. Brinkley (بریتانیا) در سال 1950 کشف شد.

سمی ترین

در میان مواد غیر رادیواکتیو، سخت ترین محدودیت ها برای بریلیوم (Be) تعیین شده است - حداکثر غلظت مجاز (MAC) این عنصر در هوا تنها 2 میکروگرم بر متر مکعب است. در میان ایزوتوپ های رادیواکتیو موجود در طبیعت یا تولید شده توسط تاسیسات هسته ای، سخت ترین محدودیت ها برای محتوای موجود در هوا برای توریم-228 (228Th) تعیین شده است که اولین بار توسط اتو هان (آلمان) در سال 1905 کشف شد (2.4 10-16). گرم بر متر مکعب)، و از نظر محتوای آب - برای رادیوم 228 (228Ra)، که توسط O. Gan در سال 1907 (1.1·10-13 گرم در لیتر) کشف شد. از نقطه نظر محیطی، نیمه عمر قابل توجهی دارند (یعنی بیش از 6 ماه).

انسان همیشه به دنبال یافتن موادی بوده که هیچ شانسی برای رقبای خود باقی نمی گذارد. از زمان های قدیم، دانشمندان به دنبال سخت ترین مواد در جهان، سبک ترین و سنگین ترین بوده اند. عطش اکتشاف منجر به کشف یک گاز ایده آل و یک جسم سیاه ایده آل شد. شگفت انگیزترین مواد دنیا را به شما معرفی می کنیم.

1. سیاه ترین ماده

سیاه ترین ماده در جهان Vantablack نام دارد و از مجموعه ای از نانولوله های کربنی تشکیل شده است (کربن و آلوتروپ های آن را ببینید). به بیان ساده، این ماده از «موهای» بی‌شماری تشکیل شده است که پس از گیرکردن در آن‌ها، نور از یک لوله به لوله دیگر می‌پرد. به این ترتیب، حدود 99.965٪ از شار نور جذب می شود و تنها بخش کوچکی به عقب منعکس می شود.
کشف Vantablack چشم اندازهای وسیعی را برای استفاده از این ماده در نجوم، الکترونیک و اپتیک باز می کند.

2. قابل اشتعال ترین ماده

تری فلوراید کلر قابل اشتعال ترین ماده ای است که تاکنون برای بشر شناخته شده است. این یک عامل اکسید کننده قوی است و تقریباً با تمام عناصر شیمیایی واکنش نشان می دهد. تری فلوراید کلر می تواند بتن را بسوزاند و به راحتی شیشه را مشتعل کند! استفاده از تری فلوراید کلر به دلیل اشتعال پذیری فوق العاده و عدم امکان اطمینان از استفاده ایمن عملا غیرممکن است.

3. سمی ترین ماده

قوی ترین سم سم بوتولینوم است. ما آن را با نام بوتاکس می شناسیم که در زیبایی به آن می گویند، جایی که کاربرد اصلی خود را پیدا کرده است. سم بوتولینوم یک ماده شیمیایی است که توسط باکتری کلستریدیوم بوتولینوم تولید می شود. سم بوتولینوم علاوه بر اینکه سمی ترین ماده است، بیشترین وزن مولکولی را نیز در بین پروتئین ها دارد. سمیت خارق‌العاده این ماده با این واقعیت مشهود است که تنها 0.00002 میلی‌گرم در دقیقه سم بوتولینوم برای نیم روز برای انسان کشنده کردن ناحیه آسیب‌دیده کافی است.

4. داغ ترین ماده

این به اصطلاح پلاسمای کوارک گلوئون است. این ماده از برخورد اتم های طلا با سرعت نزدیک به نور ایجاد شده است. پلاسمای کوارک گلوئون دارای دمای 4 تریلیون درجه سانتیگراد است. برای مقایسه، این رقم 250000 برابر بیشتر از دمای خورشید است! متأسفانه عمر ماده به یک تریلیونم یک تریلیونم ثانیه محدود شده است.

5. بیشترین اسید کاستیک

در این نامزدی، قهرمان اسید فلوراید-آنتیمونی H است. اسید فلوراید-آنتیمونی 2×1016 (دویست کوینتیلیون) برابر بیشتر از اسید سولفوریک است. این ماده بسیار فعال است و اگر مقدار کمی آب به آن اضافه شود می تواند منفجر شود. دودهای این اسید سمی کشنده است.

6. مواد منفجره ترین

انفجاری ترین ماده هپتانیتروکوبان است. این بسیار گران است و فقط برای تحقیقات علمی استفاده می شود. اما اکتوژن کمی کمتر انفجاری با موفقیت در امور نظامی و زمین شناسی هنگام حفاری چاه استفاده می شود.

7. پرتوزاترین ماده

پولونیوم 210 ایزوتوپ پلونیوم است که در طبیعت وجود ندارد، اما توسط انسان ساخته شده است. برای ایجاد منابع انرژی مینیاتوری، اما در عین حال بسیار قدرتمند استفاده می شود. نیمه عمر بسیار کوتاهی دارد و بنابراین قادر به ایجاد بیماری تشعشع شدید است.

8. سنگین ترین ماده

این البته فولریت است. سختی آن تقریبا 2 برابر بیشتر از الماس طبیعی است. می‌توانید در مقاله سخت‌ترین مواد در جهان درباره فولریت اطلاعات بیشتری کسب کنید.

9. قوی ترین آهنربا

قوی ترین آهنربا در جهان از آهن و نیتروژن ساخته شده است. در حال حاضر، جزئیات در مورد این ماده در دسترس عموم نیست، اما از قبل مشخص شده است که ابر آهنربای جدید 18٪ قوی تر از قوی ترین آهنرباهایی است که در حال حاضر استفاده می شود - نئودیمیم. آهنرباهای نئودیمیم از نئودیمیم، آهن و بور ساخته می شوند.

10. سیال ترین ماده

ابر سیال هلیوم II تقریباً در دمای نزدیک به صفر مطلق ویسکوزیته ندارد. این خاصیت به دلیل خاصیت منحصر به فرد آن در نشت و ریختن از ظرف ساخته شده از هر ماده جامد است. هلیوم II چشم اندازی برای استفاده به عنوان یک رسانای حرارتی ایده آل دارد که در آن گرما از بین نمی رود.