Unsur apa yang paling melimpah di alam semesta? Rekor dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Istilah Elemen yang harus Anda ketahui

Unsur kimia adalah istilah kolektif yang menggambarkan kumpulan atom suatu zat sederhana, yaitu zat yang tidak dapat dibagi lagi menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana (menurut struktur molekulnya). Bayangkan diberi sepotong besi murni dan diminta untuk memisahkannya menjadi komponen hipotetisnya menggunakan alat atau metode apa pun yang pernah ditemukan oleh ahli kimia. Namun, Anda tidak dapat melakukan apa pun; setrika tidak akan pernah terbagi menjadi sesuatu yang lebih sederhana. Zat sederhana - besi - berhubungan dengan unsur kimia Fe.

Definisi teoretis

Fakta eksperimental yang disebutkan di atas dapat dijelaskan dengan menggunakan definisi berikut: unsur kimia adalah kumpulan abstrak atom (bukan molekul!) dari zat sederhana yang bersesuaian, yaitu atom dari jenis yang sama. Jika ada cara untuk melihat masing-masing atom dalam potongan besi murni yang disebutkan di atas, maka semuanya adalah atom besi. Sebaliknya, senyawa kimia seperti oksida besi selalu mengandung setidaknya dua jenis atom yang berbeda: atom besi dan atom oksigen.

Istilah yang harus Anda ketahui

Massa atom: Massa proton, neutron, dan elektron yang menyusun atom suatu unsur kimia.

Nomor atom: Jumlah proton dalam inti atom suatu unsur.

Simbol kimia: huruf atau sepasang huruf latin yang mewakili sebutan suatu unsur tertentu.

Senyawa kimia: suatu zat yang terdiri dari dua atau lebih unsur kimia yang digabungkan satu sama lain dalam perbandingan tertentu.

Logam: Suatu unsur yang kehilangan elektron dalam reaksi kimia dengan unsur lain.

Metaloid: Suatu unsur yang terkadang bereaksi sebagai logam dan terkadang sebagai nonlogam.

Bukan metal: Suatu unsur yang berusaha memperoleh elektron dalam reaksi kimia dengan unsur lain.

Tabel Periodik Unsur Kimia: Sistem untuk mengklasifikasikan unsur-unsur kimia menurut nomor atomnya.

Elemen sintetis: Yang diproduksi secara artifisial di laboratorium dan umumnya tidak ditemukan di alam.

Unsur alami dan sintetis

Sembilan puluh dua unsur kimia terdapat secara alami di Bumi. Sisanya diperoleh secara artifisial di laboratorium. Unsur kimia sintetik biasanya merupakan produk reaksi nuklir dalam akselerator partikel (perangkat yang digunakan untuk meningkatkan kecepatan partikel subatom seperti elektron dan proton) atau reaktor nuklir (perangkat yang digunakan untuk mengontrol energi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir). Unsur sintetik pertama dengan nomor atom 43 adalah teknesium, ditemukan pada tahun 1937 oleh fisikawan Italia C. Perrier dan E. Segre. Selain teknesium dan prometium, semua unsur sintetik memiliki inti yang lebih besar dari uranium. Unsur kimia sintetik terakhir yang mendapat namanya adalah livermorium (116), dan sebelumnya adalah flerovium (114).

Dua lusin elemen umum dan penting

* Jika nilainya tidak ditentukan, maka unsur tersebut kurang dari 0,1 persen.

Big Bang sebagai akar penyebab terbentuknya materi

Unsur kimia apa yang pertama kali ada di alam semesta? Para ilmuwan yakin jawaban atas pertanyaan ini terletak pada bintang dan proses pembentukan bintang. Alam semesta diyakini terbentuk pada suatu waktu antara 12 dan 15 miliar tahun yang lalu. Sampai saat ini, tidak ada yang terpikirkan kecuali energi. Namun terjadi sesuatu yang mengubah energi ini menjadi ledakan besar (yang disebut Big Bang). Detik berikutnya setelah Big Bang, materi mulai terbentuk.

Bentuk materi paling sederhana yang pertama kali muncul adalah proton dan elektron. Beberapa di antaranya bergabung membentuk atom hidrogen. Yang terakhir terdiri dari satu proton dan satu elektron; itu adalah atom paling sederhana yang bisa ada.

Perlahan-lahan, dalam jangka waktu yang lama, atom hidrogen mulai berkumpul di area ruang tertentu, membentuk awan tebal. Hidrogen di awan-awan ini disatukan menjadi formasi padat oleh gaya gravitasi. Akhirnya awan hidrogen ini menjadi cukup padat untuk membentuk bintang.

Dibintangi sebagai reaktor kimia unsur-unsur baru

Bintang hanyalah sebuah massa materi yang menghasilkan energi dari reaksi nuklir. Reaksi yang paling umum melibatkan kombinasi empat atom hidrogen membentuk satu atom helium. Ketika bintang mulai terbentuk, helium menjadi unsur kedua yang muncul di alam semesta.

Seiring bertambahnya usia bintang, mereka beralih dari reaksi nuklir hidrogen-helium ke jenis reaksi lainnya. Di dalamnya, atom helium membentuk atom karbon. Kemudian, atom karbon membentuk oksigen, neon, natrium dan magnesium. Kemudian, neon dan oksigen bergabung satu sama lain membentuk magnesium. Ketika reaksi ini berlanjut, semakin banyak unsur kimia yang terbentuk.

Sistem unsur kimia pertama

Lebih dari 200 tahun yang lalu, ahli kimia mulai mencari cara untuk mengklasifikasikannya. Pada pertengahan abad kesembilan belas, sekitar 50 unsur kimia telah diketahui. Salah satu pertanyaan yang ingin dipecahkan oleh para ahli kimia. diringkas sebagai berikut: apakah suatu unsur kimia merupakan suatu zat yang sama sekali berbeda dari unsur lainnya? Atau beberapa elemen terkait satu sama lain dalam beberapa hal? Apakah ada hukum umum yang menyatukan mereka?

Ahli kimia mengusulkan berbagai sistem unsur kimia. Misalnya, ahli kimia Inggris William Prout pada tahun 1815 mengemukakan bahwa massa atom semua unsur adalah kelipatan massa atom hidrogen, jika kita menganggapnya sama dengan satu, yaitu harus bilangan bulat. Pada saat itu, massa atom banyak unsur telah dihitung oleh J. Dalton sehubungan dengan massa hidrogen. Namun, jika hal ini kira-kira terjadi pada karbon, nitrogen, dan oksigen, maka klorin dengan massa 35,5 tidak termasuk dalam skema ini.

Kimiawan Jerman Johann Wolfgang Dobereiner (1780 – 1849) menunjukkan pada tahun 1829 bahwa tiga unsur dari golongan halogen (klorin, brom, dan yodium) dapat diklasifikasikan menurut massa atom relatifnya. Berat atom brom (79,9) ternyata hampir sama persis dengan rata-rata berat atom klor (35,5) dan yodium (127), yaitu 35,5 + 127 2 = 81,25 (mendekati 79,9). Ini adalah pendekatan pertama untuk membangun salah satu kelompok unsur kimia. Dobereiner menemukan dua lagi triad unsur, tetapi ia tidak dapat merumuskan hukum periodik umum.

Bagaimana tabel periodik unsur kimia muncul?

Sebagian besar skema klasifikasi awal tidak terlalu berhasil. Kemudian, sekitar tahun 1869, penemuan yang hampir sama dilakukan oleh dua orang ahli kimia dalam waktu yang hampir bersamaan. Kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev (1834-1907) dan kimiawan Jerman Julius Lothar Meyer (1830-1895) mengusulkan pengorganisasian unsur-unsur yang memiliki sifat fisik dan kimia serupa ke dalam sistem golongan, deret, dan periode yang teratur. Pada saat yang sama, Mendeleev dan Meyer menunjukkan bahwa sifat-sifat unsur kimia berulang secara berkala bergantung pada berat atomnya.

Saat ini, Mendeleev umumnya dianggap sebagai penemu hukum periodik karena ia mengambil satu langkah yang tidak dilakukan Meyer. Ketika semua unsur disusun dalam tabel periodik, muncul beberapa celah. Mendeleev meramalkan bahwa ini adalah tempat unsur-unsur yang belum ditemukan.

Namun, dia melangkah lebih jauh. Mendeleev meramalkan sifat-sifat unsur yang belum ditemukan ini. Dia tahu di mana letaknya pada tabel periodik, sehingga dia bisa memprediksi sifat-sifatnya. Hebatnya, setiap unsur kimia yang diprediksi Mendeleev, galium, skandium, dan germanium, ditemukan kurang dari sepuluh tahun setelah ia menerbitkan hukum periodiknya.

Bentuk singkat dari tabel periodik

Ada upaya untuk menghitung berapa banyak varian representasi grafis tabel periodik yang diusulkan oleh berbagai ilmuwan. Ternyata jumlahnya lebih dari 500. Apalagi 80% dari total jumlah pilihan adalah tabel, dan sisanya adalah bentuk geometris, kurva matematika, dll. Hasilnya, empat jenis tabel menemukan penerapan praktis: pendek, semi -panjang, panjang dan tangga (piramida). Yang terakhir ini dikemukakan oleh fisikawan besar N. Bohr.

Gambar di bawah menunjukkan bentuk pendeknya.

Di dalamnya, unsur-unsur kimia disusun menurut nomor atomnya dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Jadi, unsur kimia pertama dalam tabel periodik, hidrogen, memiliki nomor atom 1 karena inti atom hidrogen hanya mengandung satu proton. Demikian pula oksigen memiliki nomor atom 8 karena inti semua atom oksigen mengandung 8 proton (lihat gambar di bawah).

Fragmen struktural utama sistem periodik adalah periode dan kelompok unsur. Dalam enam periode, semua sel terisi, periode ketujuh belum selesai (elemen 113, 115, 117 dan 118, meskipun disintesis di laboratorium, belum terdaftar secara resmi dan tidak memiliki nama).

Grup dibagi menjadi subgrup utama (A) dan subgrup sekunder (B). Unsur-unsur dari tiga periode pertama, masing-masing berisi satu baris, dimasukkan secara eksklusif ke dalam subgrup A. Empat periode sisanya mencakup dua baris.

Unsur-unsur kimia dalam satu golongan cenderung mempunyai sifat kimia yang serupa. Jadi, kelompok pertama terdiri dari logam alkali, kelompok kedua terdiri dari logam alkali tanah. Unsur-unsur pada periode yang sama mempunyai sifat yang lambat laun berubah dari logam alkali menjadi gas mulia. Gambar di bawah menunjukkan bagaimana salah satu sifat, jari-jari atom, berubah untuk masing-masing unsur dalam tabel.

Bentuk tabel periodik periode panjang

Itu ditunjukkan pada gambar di bawah dan dibagi dalam dua arah, baris dan kolom. Ada tujuh baris titik, seperti dalam bentuk pendek, dan 18 kolom, disebut kelompok atau keluarga. Faktanya, penambahan jumlah kelompok dari 8 dalam bentuk pendek menjadi 18 dalam bentuk panjang diperoleh dengan menempatkan semua unsur dalam periode, mulai dari tanggal 4, bukan dalam dua, melainkan dalam satu baris.

Dua sistem penomoran berbeda digunakan untuk kelompok, seperti yang ditunjukkan di bagian atas tabel. Sistem angka Romawi (IA, IIA, IIB, IVB, dll.) secara tradisional populer di Amerika Serikat. Sistem lain (1, 2, 3, 4, dst.) secara tradisional digunakan di Eropa dan direkomendasikan untuk digunakan di AS beberapa tahun lalu.

Tampilan tabel periodik pada gambar di atas agak menyesatkan, seperti halnya tabel yang dipublikasikan. Alasannya adalah dua kelompok elemen yang ditampilkan di bagian bawah tabel seharusnya berada di dalamnya. Lantanida, misalnya, termasuk dalam periode 6 antara barium (56) dan hafnium (72). Selain itu, aktinida termasuk dalam periode 7 antara radium (88) dan rutherfordium (104). Jika dimasukkan ke dalam meja, tabel tersebut akan menjadi terlalu lebar sehingga tidak dapat ditampung di selembar kertas atau diagram dinding. Oleh karena itu, elemen-elemen ini biasanya ditempatkan di bagian bawah tabel.

Ada 94 unsur kimia yang ditemukan di alam. Hingga saat ini, 15 unsur transuranium lainnya telah diperoleh secara artifisial (elemen dari 95 hingga 109), keberadaan 10 di antaranya tidak dapat disangkal.

Yang paling umum

Litosfer. Oksigen (O), 46,60% berat. Ditemukan pada tahun 1771 oleh Karl Scheele (Swedia).

Suasana. Nitrogen (N), 78,09% volume, 75,52% massa. Ditemukan pada tahun 1772 oleh Rutherford (Inggris Raya).

Semesta. Hidrogen (H), 90% dari total zat. Ditemukan pada tahun 1776 oleh Henry Cavendish (Inggris Raya).

Paling langka (dari 94)

Litosfer. Astatin (At): 0,16 g di kerak bumi. Dibuka pada tahun 1940 oleh Corson (AS) dan karyawannya. Isotop astatin 215 (215 At) yang terbentuk secara alami (ditemukan pada tahun 1943 oleh B. Karlik dan T. Bernert, Austria) hanya terdapat dalam jumlah 4,5 nanogram.

Suasana. Radon (Rn): hanya 2,4 kg (6 10 –20 volume satu bagian per juta). Dibuka pada tahun 1900 oleh Dorn (Jerman). Konsentrasi gas radioaktif ini di area endapan batuan granit diyakini telah menyebabkan sejumlah penyakit kanker. Massa total radon yang ditemukan di kerak bumi, yang digunakan untuk mengisi kembali cadangan gas atmosfer, adalah 160 ton.

Yang termudah

Gas. Hidrogen (H) memiliki massa jenis 0,00008989 g/cm 3 pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm. Dibuka pada tahun 1776 oleh Cavendish (Inggris Raya).

Logam. Litium (Li), dengan massa jenis 0,5334 g/cm 3, merupakan zat padat yang paling ringan. Ditemukan pada tahun 1817 oleh Arfvedson (Swedia).

Kepadatan Maksimum

Osmium (Os), dengan massa jenis 22,59 g/cm 3, adalah yang terberat dari semua padatan. Ditemukan pada tahun 1804 oleh Tennant (Inggris Raya).

Gas terberat

Ini adalah radon (Rn), yang massa jenisnya adalah 0,01005 g/cm 3 pada 0°C. Dibuka pada tahun 1900 oleh Dorn (Jerman).

Terakhir diterima

Unsur 108, atau unniloctium (Uno). Nama sementara ini diberikan oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Diperoleh pada bulan April 1984 oleh G. Münzenberg dan rekan kerjanya (Jerman Barat), yang mengamati hanya 3 atom unsur ini di laboratorium Society for Heavy Ion Research di Darmstadt. Pada bulan Juni tahun yang sama, muncul pesan bahwa unsur tersebut juga telah diperoleh oleh Yu.Ts. Oganesyan dan kolaborator di Institut Bersama untuk Penelitian Nuklir, Dubna, Uni Soviet.

Sebuah atom unnilenium (Une) diperoleh dengan membombardir bismut dengan ion besi di laboratorium Heavy Ion Research Society, Darmstadt, Jerman Barat, pada tanggal 29 Agustus 1982. Ia memiliki nomor atom tertinggi (elemen 109) dan atom tertinggi massa (266) . Menurut data paling awal, ilmuwan Soviet mengamati pembentukan isotop unsur 110 dengan massa atom 272 (nama awal - ununnilium (Uun)).

Yang paling bersih

Helium-4 (4 He), diperoleh pada bulan April 1978 oleh P.V. McLintock dari Lancaster University, AS, memiliki kurang dari 2 bagian pengotor per 10 15 bagian volume.

Paling susah

Karbon (C). Dalam bentuk alotropiknya, berlian memiliki kekerasan Knoop sebesar 8400. Dikenal sejak zaman prasejarah.

Tersayang

California (Cf) dijual pada tahun 1970 seharga $10 per mikrogram. Dibuka pada tahun 1950 oleh Seaborg (AS) dan rekan-rekannya.

Yang paling fleksibel

Emas (Au). Dari 1 g Anda dapat menarik kawat sepanjang 2,4 km. Dikenal sejak 3000 SM.

Kekuatan tarik tertinggi

Boron (B) – 5,7 IPK. Ditemukan pada tahun 1808 oleh Gay-Lussac dan Thénard (Prancis) dan H. Davy (Inggris Raya).

Titik leleh/titik didih

Terendah. Di antara nonlogam, helium-4 (4He) memiliki titik leleh terendah -272,375°C pada tekanan 24,985 atm dan titik didih terendah -268,928°C. Helium ditemukan pada tahun 1868 oleh Lockyer (Inggris Raya) dan Jansen (Prancis). Hidrogen monatomik (H) harus berupa gas superfluida yang tidak dapat dimampatkan. Di antara logam, parameter merkuri (Hg) yang sesuai adalah –38,836°C (titik leleh) dan 356,661°C (titik didih).

Paling tinggi. Di antara nonlogam, titik leleh dan titik didih tertinggi adalah karbon (C), yang dikenal sejak zaman prasejarah: 530°C dan 3870°C. Namun, tampaknya kontroversial bahwa grafit stabil pada suhu tinggi. Beralih dari wujud padat ke uap pada 3720°C, grafit dapat diperoleh dalam bentuk cair pada tekanan 100 atm dan suhu 4730°C. Di antara logam, parameter yang sesuai untuk tungsten (W) adalah 3420°C (titik leleh) dan 5860°C (titik didih). Dibuka pada tahun 1783 oleh H.H. dan F. d'Eluyarami (Spanyol).

Isotop

Jumlah isotop terbesar (masing-masing 36) ditemukan pada xenon (Xe), ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers (Inggris Raya), dan pada cesium (Cs), ditemukan pada tahun 1860 oleh Bunsen dan Kirchhoff (Jerman). Hidrogen (H) mempunyai jumlah terkecil (3: protium, deuterium dan tritium), ditemukan pada tahun 1776 oleh Cavendish (Inggris Raya).

Yang paling stabil. Telurium-128 (128 Te), menurut peluruhan beta ganda, memiliki waktu paruh 1,5 · 10 24 tahun. Telurium (Te) ditemukan pada tahun 1782 oleh Müller von Reichenstein (Austria). Isotop 128 Te pertama kali ditemukan dalam keadaan alaminya pada tahun 1924 oleh F. Aston (Inggris Raya). Data tentang superstabilitasnya kembali dikonfirmasi pada tahun 1968 oleh penelitian yang dilakukan oleh E. Alexander Jr., B. Srinivasan dan O. Manuel (AS). Rekor peluruhan alfa milik samarium-148 (148 Sm) – 8·10 15 tahun. Rekor peluruhan beta dimiliki oleh isotop kadmium 113 (113 Cd) – 9·10 15 tahun. Kedua isotop tersebut ditemukan dalam keadaan alaminya masing-masing oleh F. Aston pada tahun 1933 dan 1924. Radioaktivitas 148 Sm ditemukan oleh T. Wilkins dan A. Dempster (AS) pada tahun 1938, dan radioaktivitas 113 Cd ditemukan pada tahun 1961 oleh D. Watt dan R. Glover (Inggris Raya).

Yang paling tidak stabil. Masa pakai litium-5 (5 Li) dibatasi hingga 4,4 · 10 –22 detik. Isotop ini pertama kali ditemukan oleh E. Titterton (Australia) dan T. Brinkley (Inggris Raya) pada tahun 1950.

Seri cair

Mengingat perbedaan antara titik leleh dan titik didih, unsur dengan rentang cair terpendek adalah gas mulia neon (Ne) - hanya 2,542 derajat (-248,594°C hingga -246,052°C), sedangkan rentang cair terpanjang (3453 derajat) karakteristik unsur radioaktif transuranium neptunium (Np) (dari 637°C hingga 4090°C). Namun, jika kita memperhitungkan rangkaian cairan yang sebenarnya - dari titik leleh hingga titik kritis - maka unsur helium (He) memiliki periode terpendek - hanya 5,195 derajat (dari nol mutlak hingga -268,928 ° C), dan terpanjang - 10200 derajat - untuk tungsten (dari 3420°C hingga 13,620°C).

Yang paling beracun

Di antara zat non-radioaktif, batasan paling ketat ditetapkan untuk berilium (Be) - konsentrasi maksimum yang diizinkan (MAC) elemen ini di udara hanya 2 μg/m3. Di antara isotop radioaktif yang ada di alam atau dihasilkan oleh instalasi nuklir, batasan paling ketat mengenai kandungan di udara ditetapkan untuk thorium-228 (228 Th), yang pertama kali ditemukan oleh Otto Hahn (Jerman) pada tahun 1905 (2.4 10 – 16 g/m 3), dan dalam hal kandungan air – untuk radium-228 (228 Ra), ditemukan oleh O. Gan pada tahun 1907 (1.1·10 –13 g/l). Dari sudut pandang lingkungan, mereka mempunyai waktu paruh yang signifikan (yaitu lebih dari 6 bulan).

Buku Rekor Guinness, 1998

Yang paling umum

Litosfer. Oksigen (O), 46,60% berat. Ditemukan pada tahun 1771 oleh Karl Scheele (Swedia).
Suasana. Nitrogen (N), 78,09% volume, 75,52% massa. Ditemukan pada tahun 1772 oleh Rutherford (Inggris Raya).
Semesta. Hidrogen (H), 90% dari total zat. Ditemukan pada tahun 1776 oleh Henry Cavendish (Inggris Raya).

Paling langka (dari 94)

Litosfer.
Astatin (At): 0,16 g di kerak bumi. Dibuka pada tahun 1940 oleh Corson (AS) dan karyawannya. Isotop astatin 215 (215At) yang terbentuk secara alami (ditemukan pada tahun 1943 oleh B. Karlik dan T. Bernert, Austria) hanya terdapat dalam jumlah 4,5 nanogram.
Suasana.
Radon (Rn): total 2,4 kg (6·10–20 volume satu bagian per juta). Dibuka pada tahun 1900 oleh Dorn (Jerman). Konsentrasi gas radioaktif ini di area endapan batuan granit diyakini telah menyebabkan sejumlah penyakit kanker. Massa total radon yang ditemukan di kerak bumi, yang digunakan untuk mengisi kembali cadangan gas atmosfer, adalah 160 ton.

Yang termudah

Gas:
Hidrogen (H) memiliki massa jenis 0,00008989 g/cm3 pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm. Ditemukan pada tahun 1776 oleh Cavendish (Inggris Raya).
Logam.
Litium (Li), dengan massa jenis 0,5334 g/cm3, merupakan zat padat yang paling ringan. Ditemukan pada tahun 1817 oleh Arfvedson (Swedia).

Kepadatan Maksimum

Osmium (Os), dengan massa jenis 22,59 g/cm3, merupakan yang terberat dari semua padatan. Ditemukan pada tahun 1804 oleh Tennant (Inggris Raya).

Gas terberat

Ini adalah radon (Rn), yang massa jenisnya adalah 0,01005 g/cm3 pada 0°C. Dibuka pada tahun 1900 oleh Dorn (Jerman).

Terakhir diterima

Unsur 108, atau unniloctium (Uno). Nama sementara ini diberikan oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Diperoleh pada bulan April 1984 oleh G. Münzenberg dan rekan kerjanya (Jerman Barat), yang mengamati hanya 3 atom unsur ini di laboratorium Society for Heavy Ion Research di Darmstadt. Pada bulan Juni tahun yang sama, muncul pesan bahwa elemen ini juga diperoleh oleh Yu.Ts. Oganesyan dan kolaborator di Institut Bersama untuk Penelitian Nuklir, Dubna, Uni Soviet.

Sebuah atom unnilenium (Une) diperoleh dengan membombardir bismut dengan ion besi di laboratorium Heavy Ion Research Society, Darmstadt, Jerman Barat, pada tanggal 29 Agustus 1982. Ia memiliki nomor atom tertinggi (elemen 109) dan atom tertinggi massa (266) . Menurut data paling awal, ilmuwan Soviet mengamati pembentukan isotop unsur 110 dengan massa atom 272 (nama awal - ununnilium (Uun)).

Yang paling bersih

Helium-4 (4He), diperoleh pada bulan April 1978 oleh P.V. McLintock dari Lancaster University, AS, memiliki kurang dari 2 bagian pengotor per 1015 bagian volume.

Paling susah

Karbon (C). Dalam bentuk alotropiknya, berlian memiliki kekerasan Knoop sebesar 8400. Dikenal sejak zaman prasejarah.

Tersayang

California (Cf) dijual pada tahun 1970 seharga $10 per mikrogram. Dibuka pada tahun 1950 oleh Seaborg (AS) dan rekan-rekannya.

Yang paling fleksibel

Emas (Au). Dari 1 g Anda dapat menarik kawat sepanjang 2,4 km. Dikenal sejak 3000 SM.

Kekuatan tarik tertinggi

Boron (B) – 5,7 IPK. Ditemukan pada tahun 1808 oleh Gay-Lussac dan Thénard (Prancis) dan H. Davy (Inggris Raya).

Titik leleh/titik didih

Terendah.
Di antara nonlogam, helium-4 (4He) memiliki titik leleh terendah -272,375°C pada tekanan 24,985 atm dan titik didih terendah -268,928°C. Helium ditemukan pada tahun 1868 oleh Lockyer (Inggris Raya) dan Jansen (Prancis). Hidrogen monatomik (H) harus berupa gas superfluida yang tidak dapat dimampatkan. Di antara logam, parameter merkuri (Hg): –38,836°C (titik leleh) dan 356,661°C (titik didih).
Paling tinggi.
Di antara nonlogam, titik leleh dan titik didih tertinggi adalah karbon (C), yang dikenal sejak zaman prasejarah: 530°C dan 3870°C. Namun, tampaknya kontroversial bahwa grafit stabil pada suhu tinggi. Beralih dari wujud padat ke uap pada 3720°C, grafit dapat diperoleh dalam bentuk cair pada tekanan 100 atm dan suhu 4730°C. Di antara logam, parameter yang sesuai untuk tungsten (W) adalah 3420°C (titik leleh) dan 5860°C (titik didih). Dibuka pada tahun 1783 oleh H.H. dan F. d'Eluyarami (Spanyol).

Isotop

Jumlah isotop terbesar(masing-masing 36) untuk xenon (Xe), ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers (Inggris Raya), dan untuk cesium (Cs), ditemukan pada tahun 1860 oleh Bunsen dan Kirchhoff (Jerman). Hidrogen (H) mempunyai jumlah terkecil (3: protium, deuterium dan tritium), ditemukan pada tahun 1776 oleh Cavendish (Inggris Raya).

Yang paling stabil

Telurium-128 (128Te), menurut peluruhan beta ganda, memiliki waktu paruh 1,5 1024 tahun. Telurium (Te) ditemukan pada tahun 1782 oleh Müller von Reichenstein (Austria). Isotop 128Te pertama kali ditemukan dalam keadaan alaminya pada tahun 1924 oleh F. Aston (Inggris Raya). Data tentang superstabilitasnya kembali dikonfirmasi pada tahun 1968 oleh penelitian yang dilakukan oleh E. Alexander Jr., B. Srinivasan dan O. Manuel (AS). Rekor peluruhan alfa milik samarium-148 (148Sm) – 8·1015 tahun. Rekor peluruhan beta dimiliki oleh isotop kadmium 113 (113Cd) – 9·1015 tahun. Kedua isotop tersebut ditemukan dalam keadaan alaminya masing-masing oleh F. Aston pada tahun 1933 dan 1924. Radioaktivitas 148Sm ditemukan oleh T. Wilkins dan A. Dempster (AS) pada tahun 1938, dan radioaktivitas 113Cd ditemukan pada tahun 1961 oleh D. Watt dan R. Glover (Inggris Raya).

Yang paling tidak stabil

Masa pakai litium-5 (5Li) dibatasi hingga 4,4 · 10–22 detik. Isotop ini pertama kali ditemukan oleh E. Titterton (Australia) dan T. Brinkley (Inggris Raya) pada tahun 1950.

Yang paling beracun

Di antara zat non-radioaktif, batasan paling ketat ditetapkan untuk berilium (Be) - konsentrasi maksimum yang diizinkan (MAC) elemen ini di udara hanya 2 μg/m3. Di antara isotop radioaktif yang ada di alam atau dihasilkan oleh instalasi nuklir, batasan paling ketat mengenai kandungan di udara ditetapkan untuk thorium-228 (228Th), yang pertama kali ditemukan oleh Otto Hahn (Jerman) pada tahun 1905 (2.4 10–16 g /m3), dan dalam hal kandungan air - untuk radium-228 (228Ra), ditemukan oleh O. Gan pada tahun 1907 (1.1·10–13 g/l). Dari sudut pandang lingkungan, mereka mempunyai waktu paruh yang signifikan (yaitu lebih dari 6 bulan).

Manusia selalu berusaha menemukan bahan yang tidak memberikan peluang bagi pesaingnya. Sejak zaman kuno, para ilmuwan telah mencari material terkeras di dunia, teringan dan terberat. Rasa haus akan penemuan mengarah pada penemuan gas ideal dan benda hitam ideal. Kami mempersembahkan kepada Anda zat paling menakjubkan di dunia.

1. Zat yang paling hitam

Zat paling hitam di dunia disebut Vantablack dan terdiri dari kumpulan tabung nano karbon (lihat karbon dan alotropnya). Sederhananya, bahan tersebut terdiri dari “rambut” yang tak terhitung jumlahnya, begitu terperangkap di dalamnya, cahaya memantul dari satu tabung ke tabung lainnya. Dengan cara ini, sekitar 99,965% fluks cahaya diserap dan hanya sebagian kecil yang dipantulkan kembali.
Penemuan Vantablack membuka prospek luas bagi penggunaan material ini dalam bidang astronomi, elektronik, dan optik.

2. Zat yang paling mudah terbakar

Klorin trifluorida adalah zat paling mudah terbakar yang pernah diketahui umat manusia. Ini adalah zat pengoksidasi kuat dan bereaksi dengan hampir semua unsur kimia. Klorin trifluorida dapat membakar beton dan mudah membakar kaca! Penggunaan klorin trifluorida secara praktis tidak mungkin dilakukan karena sifat mudah terbakarnya yang luar biasa dan ketidakmungkinan memastikan penggunaan yang aman.

3. Zat paling beracun

Racun yang paling ampuh adalah toksin botulinum. Kita mengenalnya dengan nama Botox, demikian sebutannya dalam tata rias, di mana ia telah menemukan aplikasi utamanya. Toksin botulinum adalah bahan kimia yang diproduksi oleh bakteri Clostridium botulinum. Selain fakta bahwa toksin botulinum adalah zat paling beracun, ia juga memiliki berat molekul terbesar di antara protein. Toksisitas zat yang fenomenal ini dibuktikan dengan fakta bahwa hanya 0,00002 mg min/l toksin botulinum sudah cukup untuk membuat area yang terkena dampak mematikan bagi manusia selama setengah hari.

4. Zat terpanas

Inilah yang disebut plasma kuark-gluon. Zat ini diciptakan dengan menumbukkan atom-atom emas dengan kecepatan mendekati cahaya. Plasma quark-gluon memiliki suhu 4 triliun derajat Celcius. Sebagai perbandingan, angka ini 250.000 kali lebih tinggi dari suhu Matahari! Sayangnya, umur materi terbatas pada sepertriliun dari sepertriliun detik.

5. Asam paling kaustik

Dalam nominasi kali ini, juaranya adalah asam fluorida-antimon H. Asam fluorida-antimoni memiliki sifat kaustik 2×10 16 (dua ratus triliun) kali lebih banyak dibandingkan asam sulfat. Ini adalah zat yang sangat aktif dan dapat meledak jika ditambahkan sedikit air. Asap asam ini sangat beracun.

6. Zat yang paling mudah meledak

Zat yang paling mudah meledak adalah heptanitrocubane. Ini sangat mahal dan hanya digunakan untuk penelitian ilmiah. Tapi oktogen yang sedikit kurang eksplosifnya berhasil digunakan dalam urusan militer dan geologi saat mengebor sumur.

7. Zat paling radioaktif

Polonium-210 merupakan isotop polonium yang tidak ada di alam, namun diproduksi oleh manusia. Digunakan untuk membuat miniatur, namun pada saat yang sama, sumber energi yang sangat kuat. Ia mempunyai waktu paruh yang sangat pendek sehingga mampu menyebabkan penyakit radiasi yang parah.

8. Zat terberat

Ini, tentu saja, adalah fullerite. Kekerasannya hampir 2 kali lebih tinggi dibandingkan berlian alami. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang fullerite di artikel kami Bahan Paling Keras di Dunia.

9. Magnet terkuat

Magnet terkuat di dunia terbuat dari besi dan nitrogen. Saat ini, rincian tentang zat ini tidak tersedia untuk masyarakat umum, namun sudah diketahui bahwa supermagnet baru ini 18% lebih kuat daripada magnet terkuat yang saat ini digunakan - neodymium. Magnet neodymium terbuat dari neodymium, besi dan boron.

10. Zat yang paling cair

Superfluida Helium II hampir tidak memiliki viskositas pada suhu mendekati nol mutlak. Sifat ini disebabkan oleh sifat uniknya yaitu bocor dan keluar dari bejana yang terbuat dari bahan padat apa pun. Helium II memiliki prospek untuk digunakan sebagai konduktor termal ideal dimana panas tidak hilang.