Qual è l'elemento più abbondante nell'Universo? Record nel campo della scienza e della tecnologia. Termini degli Elementi che dovresti conoscere

Un elemento chimico è un termine collettivo che descrive un insieme di atomi di una sostanza semplice, cioè che non può essere divisa in componenti più semplici (secondo la struttura delle loro molecole). Immaginate che vi venga dato un pezzo di ferro puro e che vi venga chiesto di separarlo nei suoi ipotetici costituenti utilizzando qualsiasi dispositivo o metodo mai inventato dai chimici. Tuttavia non puoi fare nulla; il ferro non verrà mai diviso in qualcosa di più semplice. Una sostanza semplice - il ferro - corrisponde all'elemento chimico Fe.

Definizione teorica

Il fatto sperimentale sopra osservato può essere spiegato con la seguente definizione: un elemento chimico è un insieme astratto di atomi (non molecole!) della corrispondente sostanza semplice, cioè atomi dello stesso tipo. Se ci fosse un modo per osservare ciascuno dei singoli atomi nel pezzo di ferro puro menzionato sopra, allora sarebbero tutti atomi di ferro. Al contrario, un composto chimico come l'ossido di ferro contiene sempre almeno due diversi tipi di atomi: atomi di ferro e atomi di ossigeno.

Termini che dovresti conoscere

Massa atomica: La massa di protoni, neutroni ed elettroni che costituiscono un atomo di un elemento chimico.

Numero atomico: Il numero di protoni nel nucleo dell'atomo di un elemento.

Simbolo chimico: una lettera o una coppia di lettere latine che rappresentano la designazione di un dato elemento.

Composto chimico: sostanza costituita da due o più elementi chimici combinati tra loro in una certa proporzione.

Metallo: Un elemento che perde elettroni nelle reazioni chimiche con altri elementi.

Metalloide: Un elemento che reagisce a volte come un metallo e talvolta come un non metallo.

Metalloide: Un elemento che cerca di acquisire elettroni nelle reazioni chimiche con altri elementi.

Tavola periodica degli elementi chimici: Sistema per classificare gli elementi chimici in base al loro numero atomico.

Elemento sintetico: Uno che viene prodotto artificialmente in un laboratorio e generalmente non si trova in natura.

Elementi naturali e sintetici

Novantadue elementi chimici sono presenti naturalmente sulla Terra. Il resto è stato ottenuto artificialmente nei laboratori. Un elemento chimico sintetico è tipicamente il prodotto di reazioni nucleari negli acceleratori di particelle (dispositivi utilizzati per aumentare la velocità delle particelle subatomiche come elettroni e protoni) o nei reattori nucleari (dispositivi utilizzati per controllare l'energia rilasciata dalle reazioni nucleari). Il primo elemento sintetico con numero atomico 43 fu il tecnezio, scoperto nel 1937 dai fisici italiani C. Perrier ed E. Segre. A parte il tecnezio e il promezio, tutti gli elementi sintetici hanno nuclei più grandi dell'uranio. L'ultimo elemento chimico sintetico a ricevere il suo nome è il fegatomorio (116), e prima ancora era il flerovio (114).

Due dozzine di elementi comuni e importanti

* Se il valore non è specificato, l'elemento è inferiore allo 0,1%.

Il Big Bang come causa principale della formazione della materia

Quale elemento chimico è stato il primo nell'Universo? Gli scienziati ritengono che la risposta a questa domanda risieda nelle stelle e nei processi attraverso i quali si formano. Si ritiene che l'universo sia nato in un periodo compreso tra 12 e 15 miliardi di anni fa. Fino a questo momento non si pensa a nulla che esista tranne che all'energia. Ma è successo qualcosa che ha trasformato questa energia in un'enorme esplosione (il cosiddetto Big Bang). Nei secondi successivi al Big Bang, la materia cominciò a formarsi.

Le prime forme più semplici di materia ad apparire furono i protoni e gli elettroni. Alcuni di essi si combinano per formare atomi di idrogeno. Quest'ultimo è costituito da un protone e un elettrone; è l'atomo più semplice che possa esistere.

Lentamente, nel corso di lunghi periodi di tempo, gli atomi di idrogeno cominciarono a raggrupparsi insieme in alcune aree dello spazio, formando dense nubi. L'idrogeno in queste nubi è stato riunito in formazioni compatte dalle forze gravitazionali. Alla fine queste nubi di idrogeno divennero abbastanza dense da formare stelle.

Stelle come reattori chimici di nuovi elementi

Una stella è semplicemente una massa di materia che genera energia dalle reazioni nucleari. La più comune di queste reazioni prevede la combinazione di quattro atomi di idrogeno che formano un atomo di elio. Una volta che le stelle iniziarono a formarsi, l’elio divenne il secondo elemento ad apparire nell’Universo.

Man mano che le stelle invecchiano, passano dalle reazioni nucleari idrogeno-elio ad altri tipi. In essi, gli atomi di elio formano atomi di carbonio. Successivamente, gli atomi di carbonio formano ossigeno, neon, sodio e magnesio. Successivamente ancora il neon e l'ossigeno si combinano tra loro per formare il magnesio. Man mano che queste reazioni continuano, si formano sempre più elementi chimici.

I primi sistemi di elementi chimici

Più di 200 anni fa, i chimici iniziarono a cercare modi per classificarli. A metà del XIX secolo si conoscevano circa 50 elementi chimici. Una delle domande che i chimici cercavano di risolvere. si riduce a quanto segue: un elemento chimico è una sostanza completamente diversa da qualsiasi altro elemento? O alcuni elementi legati ad altri in qualche modo? Esiste una legge generale che li accomuna?

I chimici hanno proposto vari sistemi di elementi chimici. Ad esempio, il chimico inglese William Prout nel 1815 suggerì che le masse atomiche di tutti gli elementi sono multipli della massa dell'atomo di idrogeno, se lo prendiamo uguale all'unità, cioè devono essere numeri interi. A quel tempo, le masse atomiche di molti elementi erano già state calcolate da J. Dalton in relazione alla massa dell'idrogeno. Tuttavia, se questo è approssimativamente il caso del carbonio, dell'azoto e dell'ossigeno, allora il cloro con una massa di 35,5 non rientrava in questo schema.

Il chimico tedesco Johann Wolfgang Dobereiner (1780 – 1849) dimostrò nel 1829 che tre elementi del cosiddetto gruppo degli alogeni (cloro, bromo e iodio) potevano essere classificati in base alle loro relative masse atomiche. Il peso atomico del bromo (79,9) risultò essere quasi esattamente la media dei pesi atomici del cloro (35,5) e dello iodio (127), vale a dire 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (vicino a 79,9). Questo è stato il primo approccio alla costruzione di uno dei gruppi di elementi chimici. Dobereiner scoprì altre due triadi di elementi simili, ma non fu in grado di formulare una legge periodica generale.

Come è apparsa la tavola periodica degli elementi chimici?

La maggior parte dei primi schemi di classificazione non ebbero molto successo. Poi, intorno al 1869, quasi la stessa scoperta fu fatta da due chimici quasi contemporaneamente. Il chimico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907) e il chimico tedesco Julius Lothar Meyer (1830-1895) proposero di organizzare elementi che hanno proprietà fisiche e chimiche simili in un sistema ordinato di gruppi, serie e periodi. Allo stesso tempo, Mendeleev e Meyer hanno sottolineato che le proprietà degli elementi chimici si ripetono periodicamente a seconda del loro peso atomico.

Oggi Mendeleev è generalmente considerato lo scopritore della legge periodica perché fece un passo che Meyer non fece. Quando tutti gli elementi furono disposti nella tavola periodica, apparvero alcune lacune. Mendeleev predisse che questi erano luoghi di elementi non ancora scoperti.

Tuttavia, è andato anche oltre. Mendeleev predisse le proprietà di questi elementi non ancora scoperti. Sapeva dove si trovavano sulla tavola periodica, quindi poteva prevederne le proprietà. Sorprendentemente, ogni elemento chimico previsto da Mendeleev, gallio, scandio e germanio, fu scoperto meno di dieci anni dopo la pubblicazione della sua legge periodica.

Forma abbreviata della tavola periodica

Ci sono stati tentativi di contare quante opzioni per la rappresentazione grafica della tavola periodica sono state proposte da diversi scienziati. Si è scoperto che ce n'erano più di 500. Inoltre, l'80% del numero totale di opzioni sono tabelle e il resto sono figure geometriche, curve matematiche, ecc. Di conseguenza, quattro tipi di tabelle hanno trovato applicazione pratica: corta, semi -lungo, lungo e scala (piramidale). Quest'ultimo è stato proposto dal grande fisico N. Bohr.

L'immagine qui sotto mostra la forma breve.

In esso gli elementi chimici sono disposti in ordine crescente in base al loro numero atomico da sinistra a destra e dall'alto verso il basso. Pertanto, il primo elemento chimico della tavola periodica, l'idrogeno, ha numero atomico 1 perché i nuclei degli atomi di idrogeno contengono uno e un solo protone. Allo stesso modo, l'ossigeno ha il numero atomico 8 poiché i nuclei di tutti gli atomi di ossigeno contengono 8 protoni (vedi figura sotto).

I principali frammenti strutturali del sistema periodico sono periodi e gruppi di elementi. In sei periodi tutte le celle sono piene, il settimo non è ancora completato (gli elementi 113, 115, 117 e 118, sebbene sintetizzati nei laboratori, non sono ancora stati ufficialmente registrati e non hanno nomi).

I gruppi sono suddivisi in sottogruppi principali (A) e secondari (B). Gli elementi dei primi tre periodi, contenenti ciascuno una riga, sono compresi esclusivamente nei sottogruppi A. I restanti quattro periodi includono due righe.

Gli elementi chimici dello stesso gruppo tendono ad avere proprietà chimiche simili. Pertanto, il primo gruppo è costituito da metalli alcalini, il secondo da metalli alcalino-terrosi. Gli elementi dello stesso periodo hanno proprietà che cambiano lentamente da metallo alcalino a gas nobile. La figura seguente mostra come una delle proprietà, il raggio atomico, cambia per i singoli elementi nella tabella.

Forma del periodo lungo della tavola periodica

È mostrato nella figura sotto ed è diviso in due direzioni, per righe e per colonne. Ci sono sette righe di periodi, come nella forma abbreviata, e 18 colonne, chiamate gruppi o famiglie. Infatti, l'aumento del numero dei gruppi da 8 della forma breve a 18 della forma lunga si ottiene disponendo tutti gli elementi in periodi, a partire dal 4, non in due, ma in una riga.

Per i gruppi vengono utilizzati due diversi sistemi di numerazione, come mostrato nella parte superiore della tabella. Il sistema numerico romano (IA, IIA, IIB, IVB, ecc.) è tradizionalmente popolare negli Stati Uniti. Un altro sistema (1, 2, 3, 4, ecc.) è tradizionalmente utilizzato in Europa ed è stato raccomandato per l'uso negli Stati Uniti diversi anni fa.

L'aspetto delle tavole periodiche nelle figure sopra è un po' fuorviante, come con qualsiasi tabella pubblicata. Il motivo è che i due gruppi di elementi riportati in fondo alle tabelle dovrebbero in realtà trovarsi al loro interno. I lantanidi, ad esempio, appartengono al periodo 6 compreso tra bario (56) e afnio (72). Inoltre, gli attinidi appartengono al periodo 7 tra il radio (88) e il ruterfordio (104). Se fossero inseriti in un tavolo, diventerebbe troppo largo per stare su un pezzo di carta o su un grafico a muro. Pertanto, è consuetudine posizionare questi elementi in fondo alla tabella.

In natura si trovano 94 elementi chimici. Ad oggi sono stati ottenuti artificialmente altri 15 elementi transuranici (elementi da 95 a 109), l'esistenza di 10 di essi è indiscutibile.

Il più comune

Litosfera. Ossigeno (O), 46,60% in peso. Scoperto nel 1771 da Karl Scheele (Svezia).

Atmosfera. Azoto (N), 78,09% in volume, 75,52% in massa. Scoperto nel 1772 da Rutherford (Gran Bretagna).

Universo. Idrogeno (H), 90% della sostanza totale. Scoperto nel 1776 da Henry Cavendish (Gran Bretagna).

Il più raro (su 94)

Litosfera. Astato (At): 0,16 g nella crosta terrestre. Inaugurato nel 1940 da Corson (USA) e dipendenti. L'isotopo naturale astato 215 (215 At) (scoperto nel 1943 da B. Karlik e T. Bernert, Austria) esiste in quantità di soli 4,5 nanogrammi.

Atmosfera. Radon (Rn): solo 2,4 kg (6·10 –20 volumi di una parte per 1 milione). Inaugurato nel 1900 da Dorn (Germania). Si ritiene che la concentrazione di questo gas radioattivo nelle aree di depositi di rocce granitiche abbia causato numerosi tumori. La massa totale di radon presente nella crosta terrestre, da cui vengono reintegrate le riserve di gas atmosferico, è di 160 tonnellate.

Il più facile

Gas. L'idrogeno (H) ha una densità di 0,00008989 g/cm 3 alla temperatura di 0°C e alla pressione di 1 atm. Inaugurato nel 1776 da Cavendish (Gran Bretagna).

Metallo. Il litio (Li), con una densità di 0,5334 g/cm 3, è il più leggero tra tutti i solidi. Scoperto nel 1817 da Arfvedson (Svezia).

Densità massima

L'osmio (Os), con una densità di 22,59 g/cm 3, è il più pesante tra tutti i solidi. Scoperto nel 1804 da Tennant (Gran Bretagna).

Il gas più pesante

Si tratta del radon (Rn), la cui densità è di 0,01005 g/cm 3 a 0°C. Inaugurato nel 1900 da Dorn (Germania).

Ultimo ricevuto

Elemento 108, o unniloctium (Uno). Questo nome provvisorio è dato dall'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC). Ottenuto nell'aprile 1984 da G. Münzenberg e collaboratori (Germania Ovest), che osservarono solo 3 atomi di questo elemento nel laboratorio della Società per la ricerca sugli ioni pesanti a Darmstadt. Nel giugno dello stesso anno apparve un messaggio secondo cui questo elemento era stato ottenuto anche da Yu.Ts. Oganesyan e collaboratori dell'Istituto congiunto per la ricerca nucleare, Dubna, URSS.

Un singolo atomo di unnilenio (Une) è stato ottenuto bombardando il bismuto con ioni di ferro nel laboratorio della Heavy Ion Research Society, Darmstadt, Germania occidentale, il 29 agosto 1982. Ha il numero atomico più alto (elemento 109) e il più alto numero atomico massa (266) . Secondo i dati più preliminari, gli scienziati sovietici hanno osservato la formazione di un isotopo dell'elemento 110 con una massa atomica di 272 (nome preliminare - ununnilium (Uun)).

Il più pulito

Elio-4 (4 He), ottenuto nell'aprile 1978 da P.V. McLintock della Lancaster University, USA, presenta meno di 2 parti di impurità per 10 15 parti di volume.

Il più difficile

Carbonio (C). Nella sua forma allotropica, il diamante ha una durezza Knoop di 8400. Conosciuto fin dalla preistoria.

Carissimo

Il californiano (Cf) fu venduto nel 1970 al prezzo di 10 dollari al microgrammo. Inaugurato nel 1950 da Seaborg (USA) e dipendenti.

Il più flessibile

Oro (Au). Da 1 g puoi disegnare un filo lungo 2,4 km. Conosciuto dal 3000 a.C.

Massima resistenza alla trazione

Boro (B) – 5,7 GPa. Scoperto nel 1808 da Gay-Lussac e Thénard (Francia) e H. Davy (Gran Bretagna).

Punto di fusione/ebollizione

Il più basso. Tra i non metalli, l'elio-4 (4He) ha il punto di fusione più basso -272,375°C ad una pressione di 24,985 atm e il punto di ebollizione più basso -268,928°C. L'elio fu scoperto nel 1868 da Lockyer (Gran Bretagna) e Jansen (Francia). L'idrogeno monoatomico (H) deve essere un gas superfluido incomprimibile. Tra i metalli, i parametri corrispondenti per il mercurio (Hg) sono –38,836°C (punto di fusione) e 356,661°C (punto di ebollizione).

Il più alto. Tra i non metalli, il punto di fusione e di ebollizione più elevato è il carbonio (C), noto fin dalla preistoria: 530°C e 3870°C. Tuttavia, sembra controverso che la grafite sia stabile alle alte temperature. Passando dallo stato solido a quello di vapore a 3720°C, la grafite può essere ottenuta allo stato liquido ad una pressione di 100 atm e ad una temperatura di 4730°C. Tra i metalli, i parametri corrispondenti per il tungsteno (W) sono 3420°C (punto di fusione) e 5860°C (punto di ebollizione). Inaugurato nel 1783 da H.H. e F. d'Eluyarami (Spagna).

Isotopi

Il maggior numero di isotopi (36 ciascuno) si trova nello xeno (Xe), scoperto nel 1898 da Ramsay e Travers (Gran Bretagna), e nel cesio (Cs), scoperto nel 1860 da Bunsen e Kirchhoff (Germania). L'idrogeno (H) ha la quantità più piccola (3: protio, deuterio e trizio), scoperto nel 1776 da Cavendish (Gran Bretagna).

Il più stabile. Il tellurio-128 (128 Te), secondo il doppio decadimento beta, ha un'emivita di 1,5 10 24 anni. Il tellurio (Te) fu scoperto nel 1782 da Müller von Reichenstein (Austria). L'isotopo 128 Te fu scoperto per la prima volta allo stato naturale nel 1924 da F. Aston (Gran Bretagna). I dati sulla sua superstabilità furono nuovamente confermati nel 1968 dagli studi di E. Alexander Jr., B. Srinivasan e O. Manuel (USA). Il record del decadimento alfa appartiene a samario-148 (148 Sm) – 8·10 15 anni. Il record del decadimento beta appartiene all'isotopo del cadmio 113 (113 Cd) – 9·10 15 anni. Entrambi gli isotopi furono scoperti nel loro stato naturale da F. Aston, rispettivamente nel 1933 e nel 1924. La radioattività di 148 Sm fu scoperta da T. Wilkins e A. Dempster (USA) nel 1938, mentre la radioattività di 113 Cd fu scoperta nel 1961 da D. Watt e R. Glover (Gran Bretagna).

Il più instabile. La durata del litio-5 (5 Li) è limitata a 4,4 ± 10 –22 s. L'isotopo fu scoperto per la prima volta da E. Titterton (Australia) e T. Brinkley (Gran Bretagna) nel 1950.

Serie liquida

Data la differenza tra punto di fusione e punto di ebollizione, l'elemento con l'intervallo del liquido più breve è il gas nobile neon (Ne) - appena 2,542 gradi (da -248,594°C a -246,052°C), mentre l'intervallo del liquido più lungo (3453 gradi) caratteristica dell'elemento radioattivo transuranico nettunio (Np) (da 637°C a 4090°C). Tuttavia, se prendiamo in considerazione la serie reale dei liquidi - dal punto di fusione al punto critico - allora l'elemento elio (He) ha il periodo più breve - solo 5,195 gradi (dallo zero assoluto a -268,928 ° C), e il più lungo - 10200 gradi - per il tungsteno (da 3420°C a 13.620°C).

Il più velenoso

Tra le sostanze non radioattive, le restrizioni più severe riguardano il berillio (Be): la concentrazione massima consentita (MAC) di questo elemento nell'aria è di soli 2 μg/m3. Tra gli isotopi radioattivi esistenti in natura o prodotti da impianti nucleari, i limiti più severi per il contenuto nell'aria sono fissati per il torio-228 (228 Th), scoperto per la prima volta da Otto Hahn (Germania) nel 1905 (2,4 10 – 16 g/m 3), sia in termini di contenuto in acqua – per il radio-228 (228 Ra), scoperto da O. Gan nel 1907 (1,1·10 –13 g/l). Dal punto di vista ambientale hanno un’emivita significativa (ovvero oltre 6 mesi).

Guinness dei primati, 1998

Il più comune

Litosfera. Ossigeno (O), 46,60% in peso. Scoperto nel 1771 da Karl Scheele (Svezia).
Atmosfera. Azoto (N), 78,09% in volume, 75,52% in massa. Scoperto nel 1772 da Rutherford (Gran Bretagna).
Universo. Idrogeno (H), 90% della sostanza totale. Scoperto nel 1776 da Henry Cavendish (Gran Bretagna).

Il più raro (su 94)

Litosfera.
Astato (At): 0,16 g nella crosta terrestre. Inaugurato nel 1940 da Corson (USA) e dipendenti. L'isotopo naturale dell'astato 215 (215At) (scoperto nel 1943 da B. Karlik e T. Bernert, Austria) esiste in quantità di soli 4,5 nanogrammi.
Atmosfera.
Radon (Rn): solo 2,4 kg (6·10–20 volumi di una parte per milione). Inaugurato nel 1900 da Dorn (Germania). Si ritiene che la concentrazione di questo gas radioattivo nelle aree di depositi di rocce granitiche abbia causato numerosi tumori. La massa totale di radon presente nella crosta terrestre, da cui vengono reintegrate le riserve di gas atmosferico, è di 160 tonnellate.

Il più facile

Gas:
L'idrogeno (H) ha una densità di 0,00008989 g/cm3 alla temperatura di 0°C e alla pressione di 1 atm. Inaugurato nel 1776 da Cavendish (Gran Bretagna).
Metallo.
Il litio (Li), con una densità di 0,5334 g/cm3, è il più leggero tra tutti i solidi. Scoperto nel 1817 da Arfvedson (Svezia).

Densità massima

L'osmio (Os), con una densità di 22,59 g/cm3, è il più pesante tra tutti i solidi. Scoperto nel 1804 da Tennant (Gran Bretagna).

Il gas più pesante

Si tratta del radon (Rn), la cui densità a 0°C è di 0,01005 g/cm3. Inaugurato nel 1900 da Dorn (Germania).

Ultimo ricevuto

Elemento 108, o unniloctium (Uno). Questo nome provvisorio è dato dall'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC). Ottenuto nell'aprile 1984 da G. Münzenberg e collaboratori (Germania Ovest), che osservarono solo 3 atomi di questo elemento nel laboratorio della Società per la ricerca sugli ioni pesanti a Darmstadt. Nel giugno dello stesso anno apparve un messaggio secondo cui questo elemento era stato ottenuto anche da Yu.Ts. Oganesyan e collaboratori dell'Istituto congiunto per la ricerca nucleare, Dubna, URSS.

Un singolo atomo di unnilenio (Une) è stato ottenuto bombardando il bismuto con ioni di ferro nel laboratorio della Heavy Ion Research Society, Darmstadt, Germania occidentale, il 29 agosto 1982. Ha il numero atomico più alto (elemento 109) e il più alto numero atomico massa (266) . Secondo i dati più preliminari, gli scienziati sovietici hanno osservato la formazione di un isotopo dell'elemento 110 con una massa atomica di 272 (nome preliminare - ununnilium (Uun)).

Il più pulito

Elio-4 (4He), ottenuto nell'aprile 1978 da P.V. McLintock della Lancaster University, USA, presenta meno di 2 parti di impurità per 1015 parti di volume.

Il più difficile

Carbonio (C). Nella sua forma allotropica, il diamante ha una durezza Knoop di 8400. Conosciuto fin dalla preistoria.

Carissimo

Il californiano (Cf) fu venduto nel 1970 al prezzo di 10 dollari al microgrammo. Inaugurato nel 1950 da Seaborg (USA) e dipendenti.

Il più flessibile

Oro (Au). Da 1 g puoi disegnare un filo lungo 2,4 km. Conosciuto dal 3000 a.C.

Massima resistenza alla trazione

Boro (B) – 5,7 GPa. Scoperto nel 1808 da Gay-Lussac e Thénard (Francia) e H. Davy (Gran Bretagna).

Punto di fusione/ebollizione

Il più basso.
Tra i non metalli, l'elio-4 (4He) ha il punto di fusione più basso -272,375°C ad una pressione di 24,985 atm e il punto di ebollizione più basso -268,928°C. L'elio fu scoperto nel 1868 da Lockyer (Gran Bretagna) e Jansen (Francia). L'idrogeno monoatomico (H) deve essere un gas superfluido incomprimibile. Tra i metalli, i parametri corrispondenti per il mercurio (Hg) sono –38,836°C (punto di fusione) e 356,661°C (punto di ebollizione).
Il più alto.
Tra i non metalli, il punto di fusione e di ebollizione più elevato è il carbonio (C), noto fin dalla preistoria: 530°C e 3870°C. Tuttavia, sembra controverso che la grafite sia stabile alle alte temperature. Passando dallo stato solido a quello di vapore a 3720°C, la grafite può essere ottenuta allo stato liquido ad una pressione di 100 atm e ad una temperatura di 4730°C. Tra i metalli, i parametri corrispondenti per il tungsteno (W) sono 3420°C (punto di fusione) e 5860°C (punto di ebollizione). Inaugurato nel 1783 da H.H. e F. d'Eluyarami (Spagna).

Isotopi

Maggior numero di isotopi(36 ciascuno) per lo xeno (Xe), scoperto nel 1898 da Ramsay e Travers (Gran Bretagna), e per il cesio (Cs), scoperto nel 1860 da Bunsen e Kirchhoff (Germania). L'idrogeno (H) ha la quantità più piccola (3: protio, deuterio e trizio), scoperto nel 1776 da Cavendish (Gran Bretagna).

Il più stabile

Il tellurio-128 (128Te), secondo il doppio decadimento beta, ha un'emivita di 1,5 1024 anni. Il tellurio (Te) fu scoperto nel 1782 da Müller von Reichenstein (Austria). L'isotopo 128Te fu scoperto per la prima volta allo stato naturale nel 1924 da F. Aston (Gran Bretagna). I dati sulla sua superstabilità furono nuovamente confermati nel 1968 dagli studi di E. Alexander Jr., B. Srinivasan e O. Manuel (USA). Il record del decadimento alfa appartiene al samario-148 (148Sm) – 8·1015 anni. Il record del decadimento beta appartiene all'isotopo del cadmio 113 (113Cd) – 9·1015 anni. Entrambi gli isotopi furono scoperti nel loro stato naturale da F. Aston, rispettivamente nel 1933 e nel 1924. La radioattività del 148Sm fu scoperta da T. Wilkins e A. Dempster (USA) nel 1938, mentre la radioattività del 113Cd fu scoperta nel 1961 da D. Watt e R. Glover (Gran Bretagna).

Il più instabile

La durata del litio-5 (5Li) è limitata a 4,4 ± 10–22 s. L'isotopo fu scoperto per la prima volta da E. Titterton (Australia) e T. Brinkley (Gran Bretagna) nel 1950.

Il più velenoso

Tra le sostanze non radioattive, le restrizioni più severe riguardano il berillio (Be): la concentrazione massima consentita (MAC) di questo elemento nell'aria è di soli 2 μg/m3. Tra gli isotopi radioattivi esistenti in natura o prodotti da impianti nucleari, i limiti più severi per il contenuto nell'aria sono fissati per il torio-228 (228Th), scoperto per la prima volta da Otto Hahn (Germania) nel 1905 (2,4 10–16 g /m3) e in termini di contenuto in acqua - per il radio-228 (228Ra), scoperto da O. Gan nel 1907 (1,1·10–13 g/l). Dal punto di vista ambientale hanno un’emivita significativa (ovvero oltre 6 mesi).

L'uomo ha sempre cercato materiali che non lasciassero scampo ai suoi concorrenti. Sin dai tempi antichi, gli scienziati hanno cercato i materiali più duri al mondo, i più leggeri e i più pesanti. La sete di scoperta portò alla scoperta di un gas ideale e di un corpo nero ideale. Ti presentiamo le sostanze più sorprendenti al mondo.

1. La sostanza più nera

La sostanza più nera del mondo si chiama Vantablack ed è costituita da un insieme di nanotubi di carbonio (vedi carbonio e i suoi allotropi). In poche parole, il materiale è costituito da innumerevoli “peli”, una volta intrappolati in essi, la luce rimbalza da un tubo all’altro. In questo modo circa il 99,965% del flusso luminoso viene assorbito e solo una piccola parte viene riflessa.
La scoperta del Vantablack apre ampie prospettive per l'utilizzo di questo materiale in astronomia, elettronica e ottica.

2. La sostanza più infiammabile

Il trifluoruro di cloro è la sostanza più infiammabile mai conosciuta dall'umanità. È un forte agente ossidante e reagisce con quasi tutti gli elementi chimici. Il trifluoruro di cloro può bruciare il cemento e incendiare facilmente il vetro! L'uso del trifluoruro di cloro è praticamente impossibile a causa della sua fenomenale infiammabilità e dell'impossibilità di garantirne un utilizzo sicuro.

3. La sostanza più velenosa

Il veleno più potente è la tossina botulinica. Lo conosciamo con il nome Botox, come viene chiamato in cosmetologia, dove ha trovato la sua applicazione principale. La tossina botulinica è una sostanza chimica prodotta dal batterio Clostridium botulinum. Oltre ad essere la sostanza più tossica, la tossina botulinica ha anche il peso molecolare maggiore tra le proteine. La fenomenale tossicità della sostanza è testimoniata dal fatto che bastano solo 0,00002 mg min/l di tossina botulinica per rendere mortale per l'uomo la zona interessata per mezza giornata.

4. La sostanza più calda

Questo è il cosiddetto plasma di quark e gluoni. La sostanza è stata creata facendo collidere atomi d'oro quasi alla velocità della luce. Il plasma di quark e gluoni ha una temperatura di 4 trilioni di gradi Celsius. Per fare un confronto, questa cifra è 250.000 volte superiore alla temperatura del Sole! Sfortunatamente, la durata della materia è limitata a un trilionesimo di un trilionesimo di secondo.

5. L'acido più caustico

In questa nomination, il campione è l'acido fluoruro-antimonio H. L'acido fluoruro-antimonio è 2×10 16 (duecento quintilioni) di volte più caustico dell'acido solforico. È una sostanza molto attiva e può esplodere se viene aggiunta una piccola quantità di acqua. I fumi di questo acido sono mortalmente velenosi.

6. La sostanza più esplosiva

La sostanza più esplosiva è l'eptanitrocubano. È molto costoso e viene utilizzato solo per la ricerca scientifica. Ma l'ottageno leggermente meno esplosivo viene utilizzato con successo negli affari militari e in geologia durante la perforazione di pozzi.

7. La sostanza più radioattiva

Il polonio-210 è un isotopo del polonio che non esiste in natura, ma è prodotto dall'uomo. Utilizzato per creare fonti di energia in miniatura, ma allo stesso tempo molto potenti. Ha un'emivita molto breve ed è quindi in grado di causare gravi malattie da radiazioni.

8. La sostanza più pesante

Questa è, ovviamente, fullerite. La sua durezza è quasi 2 volte superiore a quella dei diamanti naturali. Puoi leggere di più sulla fullerite nel nostro articolo I materiali più duri al mondo.

9. Il magnete più potente

Il magnete più potente del mondo è fatto di ferro e azoto. Attualmente il grande pubblico non conosce i dettagli su questa sostanza, ma è già noto che il nuovo supermagnete è il 18% più potente del magnete più potente attualmente in uso: il neodimio. I magneti al neodimio sono realizzati in neodimio, ferro e boro.

10. La sostanza più fluida

L'elio superfluido II non ha quasi alcuna viscosità a temperature prossime allo zero assoluto. Questa proprietà è dovuta alla sua proprietà unica di fuoriuscire e fuoriuscire da un recipiente costituito da qualsiasi materiale solido. L'elio II ha prospettive di utilizzo come conduttore termico ideale in cui il calore non si dissipa.