宇宙で最も豊富な元素は何ですか? 科学技術の記録。 知っておくべき要素の用語

化学元素は、単一物質の原子の集合、つまり、（分子の構造に従って）より単純な成分に分割できない原子の集合を表す集合的な用語です。 純粋な鉄片を与えられ、化学者がこれまでに発明した装置や方法を使って、それを仮説上の成分に分離するように求められることを想像してみてください。 ただし、鉄をもっと単純なものに分割することはできません。 単体の物質である鉄は、化学元素のFeに対応します。

理論的定義

上記の実験的事実は、次の定義を使用して説明できます。化学元素は、対応する単体の原子 (分子ではありません!)、つまり同じ種類の原子の抽象的な集合です。 上で述べた純粋な鉄片の個々の原子を観察する方法があるとしたら、それらはすべて鉄原子であることになります。 対照的に、酸化鉄などの化合物には、鉄原子と酸素原子という少なくとも 2 種類の原子が常に含まれています。

知っておくべき用語

原子質量: 化学元素の原子を構成する陽子、中性子、電子の質量。

原子番号: 元素の原子核にある陽子の数。

化学記号: 特定の要素の指定を表す文字またはラテン文字のペア。

化合物: 2 つ以上の化学元素が一定の割合で結合した物質。

金属: 他の元素との化学反応により電子を失う元素。

メタロイド：金属として、また非金属として反応する元素。

非金属: 他の元素と化学反応を起こして電子を獲得しようとする元素。

化学元素の周期表: 原子番号に従って化学元素を分類するシステム。

合成元素：実験室で人工的に作られたもので、通常自然界には存在しないもの。

天然および合成要素

92 の化学元素は地球上で自然に発生します。 残りは実験室で人工的に得られたものです。 合成化学元素は通常、粒子加速器 (電子や陽子などの素粒子の速度を上げるために使用される装置) または原子炉 (核反応によって放出されるエネルギーを制御するために使用される装置) での核反応の生成物です。 原子番号 43 の最初の合成元素はテクネチウムで、1937 年にイタリアの物理学者 C. ペリエと E. セグレによって発見されました。 テクネチウムとプロメチウムを除けば、すべての合成元素にはウランより大きな原子核があります。 その名前が付けられた最後の合成化学元素はリバモリウム (116) であり、その前はフレロビウム (114) でした。

20 の共通かつ重要な要素

* 値が指定されていない場合、要素は 0.1 パーセント未満になります。

物質形成の根本原因としてのビッグバン

宇宙で最初に誕生した化学元素は何ですか? 科学者たちは、この質問に対する答えは星と星が形成されるプロセスにあると信じています。 宇宙は120億年から150億年前のある時点で誕生したと考えられています。 この瞬間まで、エネルギー以外に存在するものは何も考えられていません。 しかし、このエネルギーを巨大な爆発（いわゆるビッグバン）に変える何かが起こりました。 ビッグバン後の次の数秒で、物質が形成され始めました。

最初に現れた最も単純な物質の形態は陽子と電子でした。 それらのいくつかは結合して水素原子を形成します。 後者は 1 つの陽子と 1 つの電子で構成されます。 それは存在し得る最も単純な原子です。

ゆっくりと、長い時間をかけて、宇宙の特定の領域で水素原子が集まり始め、濃い雲を形成しました。 これらの雲の中の水素は重力によって引き込まれ、コンパクトな地層になりました。 最終的に、これらの水素の雲は星を形成できるほど高密度になりました。

新元素の化学反応器としての星

星は、核反応によってエネルギーを生成する単なる物質の塊です。 これらの反応の中で最も一般的なものは、4 つの水素原子が結合して 1 つのヘリウム原子を形成することです。 星が形成され始めると、ヘリウムは宇宙に現れる 2 番目の元素になりました。

星は老化するにつれて、水素とヘリウムの核反応から他のタイプの核反応に切り替わります。 その中でヘリウム原子が炭素原子を形成します。 その後、炭素原子は酸素、ネオン、ナトリウム、マグネシウムを形成します。 さらにその後、ネオンと酸素が結合してマグネシウムが形成されます。 これらの反応が続くと、より多くの化学元素が形成されます。

化学元素の最初の系

200 年以上前、化学者はそれらを分類する方法を探し始めました。 19 世紀半ばには、約 50 種類の化学元素が知られていました。 化学者が解決しようとした疑問の 1 つ。 つまり、化学元素は他の元素とはまったく異なる物質なのでしょうか? それとも何らかの形で他の要素と関連しているのでしょうか? それらを統一する一般法はあるのでしょうか？

化学者は化学元素のさまざまな系を提案しました。 たとえば、イギリスの化学者ウィリアム・プラウトは、1815 年に、すべての元素の原子質量は、それが 1 に等しいとみなした場合、水素原子の質量の倍数になる、つまり整数でなければならないと示唆しました。 当時、多くの元素の原子質量は、水素の質量に関連して J. ダルトンによってすでに計算されていました。 ただし、これが炭素、窒素、酸素にほぼ当てはまる場合、質量 35.5 の塩素はこのスキームには当てはまりません。

ドイツの化学者ヨハン・ヴォルフガング・ドーベライナー（1780 – 1849）は、1829 年に、いわゆるハロゲン族の 3 つの元素（塩素、臭素、ヨウ素）が相対的な原子量に従って分類できることを示しました。 臭素の原子量 (79.9) は、塩素 (35.5) とヨウ素 (127) の原子量の平均、つまり 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25 (79.9 に近い) であることが判明しました。 これは、化学元素のグループの 1 つを構築するための最初のアプローチでした。 ドーベライナーは、そのような元素のトライアドをさらに 2 つ発見しましたが、一般的な周期法則を定式化することはできませんでした。

化学元素の周期表はどのようにしてできたのでしょうか?

初期の分類スキームのほとんどはあまり成功しませんでした。 そして1869年頃、ほぼ同時に二人の化学者によってほぼ同じ発見がなされました。 ロシアの化学者ドミトリ・メンデレーエフ (1834-1907) とドイツの化学者ジュリアス・ローター・マイヤー (1830-1895) は、同様の物理的および化学的特性を持つ元素をグループ、系列、および周期の順序付けられたシステムに組織化することを提案しました。 同時に、メンデレーエフとマイヤーは、化学元素の特性が原子量に応じて周期的に繰り返されることを指摘しました。

今日、メンデレーエフはマイヤーがしなかった一歩を踏み出したため、一般に周期律の発見者とみなされています。 すべての元素を周期表に並べると、いくつかの隙間が生じます。 メンデレーエフは、これらはまだ発見されていない元素の場所であると予測しました。

しかし、彼はさらに先を行きました。 メンデレーエフは、これらのまだ発見されていない元素の性質を予測しました。 彼はそれらが周期表のどこに位置するかを知っていたので、それらの性質を予測することができました。 注目すべきことに、メンデレーエフが予測したすべての化学元素、ガリウム、スカンジウム、ゲルマニウムは、周期律を発表してから 10 年も経たないうちに発見されました。

周期表の短縮形

さまざまな科学者によって周期表のグラフィック表現のオプションがいくつ提案されたかを数えようという試みがなされてきました。 その結果、選択肢の数は500以上あることが分かりました。また、選択肢の総数の80％は表で、残りは幾何学図形や数学曲線などでした。その結果、実用的な表はショート、セミの4種類でした。 -長い、長い、はしご（ピラミッド型）。 後者は偉大な物理学者 N. ボーアによって提案されました。

下の図は短い形式を示しています。

この図では、化学元素が左から右、上から下の原子番号の昇順に配置されています。 したがって、周期表の最初の化学元素である水素は、水素原子の核に陽子が 1 つしか含まれていないため、原子番号 1 を持ちます。 同様に、すべての酸素原子の核には 8 個の陽子が含まれているため、酸素の原子番号は 8 です (下図を参照)。

周期系の主な構造部分は、周期と元素のグループです。 6 つの期間ですべてのセルが満たされますが、7 番目のセルはまだ完成していません (元素 113、115、117、118 は研究室で合成されていますが、まだ正式に登録されておらず、名前もありません)。

グループは、メイン (A) サブグループと二次サブグループ (B) に分けられます。 最初の 3 つの期間の要素はそれぞれ 1 行を含み、A サブグループにのみ含まれます。 残りの 4 つの期間には 2 つの行が含まれます。

同じグループ内の化学元素は、同様の化学的性質を持つ傾向があります。 したがって、最初のグループはアルカリ金属、2番目のグループはアルカリ土類金属で構成されます。 同じ時代の元素は、アルカリ金属から希ガスにゆっくりと変化する性質を持っています。 以下の図は、プロパティの 1 つである原子半径が表内の個々の元素に対してどのように変化するかを示しています。

周期表の長周期形式

以下の図に示されており、行と列の 2 つの方向に分割されています。 短い形式の場合と同様に 7 つのピリオド行と、グループまたはファミリーと呼ばれる 18 列があります。 実際、グループの数が短い形式の 8 から長い形式の 18 に増加するのは、すべての要素を 4 番目から始まるピリオドに、2 行ではなく 1 行に配置することによって得られます。

表の上部に示すように、グループには 2 つの異なる番号付けシステムが使用されます。 ローマ数字体系 (IA、IIA、IIB、IVB など) は、米国では伝統的に普及してきました。 別のシステム (1、2、3、4 など) はヨーロッパで伝統的に使用されており、数年前に米国でも使用が推奨されました。

上の図の周期表の外観は、公開されている他の周期表と同様に、少し誤解を招きます。 その理由は、表の下部に示されている 2 つの要素グループが実際にはその中に配置される必要があるためです。 たとえば、ランタニドはバリウム (56) とハフニウム (72) の間の周期 6 に属します。 さらに、アクチニドはラジウム (88) とラザフォージウム (104) の間の周期 7 に属します。 これらを表に挿入すると、幅が広すぎて紙や壁のグラフに収まらなくなります。 したがって、これらの要素をテーブルの最後に配置するのが通例です。

自然界には94種類の化学元素が存在します。 現在までに、さらに 15 個の超ウラン元素 (95 から 109 までの元素) が人工的に取得されており、そのうち 10 個の存在は議論の余地がありません。

最も一般的な

リソスフェア。酸素（O）、46.60重量％。 1771年にカール・シェーレ（スウェーデン）によって発見されました。

雰囲気。窒素 (N)、78.09 体積%、75.52 質量%。 1772年にラザフォード（イギリス）によって発見された。

宇宙。水素 (H)、全物質の 90%。 1776 年にヘンリー・キャベンディッシュ (イギリス) によって発見されました。

最も珍しい (94 のうち)

リソスフェア。アスタチン (At): 地殻中に 0.16 g。 1940 年に Corson (米国) と従業員によってオープンされました。 天然に存在する同位体アスタチン 215 (215 At) (1943 年にオーストリアの B. Karlik と T. Bernert によって発見) は、わずか 4.5 ナノグラムの量で存在します。

雰囲気。ラドン (Rn): わずか 2.4 kg (100 万分の 6 10 -20 の体積)。 1900年にドルン社（ドイツ）によりオープン。 花崗岩の堆積物領域にこの放射性ガスが集中すると、多くのがんが発生すると考えられています。 地殻内で発見され、大気中のガス埋蔵量が補充されるラドンの総質量は 160 トンです。

最も簡単

ガス。水素 (H) は、温度 0℃、圧力 1 気圧で 0.00008989 g/cm 3 の密度を持ちます。 1776年にキャベンディッシュ（イギリス）によって発見されました。

金属。リチウム (Li) は、密度が 0.5334 g/cm 3 で、すべての固体の中で最も軽いです。 1817年にスウェーデンのアルフヴェドソンによって発見されました。

最大密度

オスミウム (Os) は密度 22.59 g/cm 3 で、すべての固体の中で最も重いです。 1804年にテナント（イギリス）によって発見された。

最も重いガス

それはラドン（Rn）であり、その密度は0℃で0.01005 g/cm 3 です。 1900年にドルン社（ドイツ）によりオープン。

最後に受信した

要素 108、またはウンニロクティウム (Uno)。 この暫定名は、国際純粋応用化学連合 (IUPAC) によって付けられました。 1984 年 4 月に、ダルムシュタットの重イオン研究協会の研究室でこの元素の原子 3 つだけを観察した G. ミュンツェンベルクとその同僚 (西ドイツ) によって取得されました。 同年6月には、この要素もYu.Tsによって取得されたというメッセージが表示されました。 オガネシアンとソ連のドゥブナにある共同核研究所の共同研究者。

単一のウンニレニウム原子 (Une) は、1982 年 8 月 29 日に西ドイツのダルムシュタットにある重イオン研究協会の研究室でビスマスに鉄イオンを照射することによって得られました。これは最も高い原子番号 (元素 109) と最も高い原子番号を持っています。質量 (266) 。 最も予備的なデータによると、ソビエトの科学者は、原子質量272の元素110の同位体（仮名-ウンニリウム（Uun））の形成を観察しました。

最もきれいな

ヘリウム 4 (4 He)、1978 年 4 月に P.V. によって取得されました。 米国ランカスター大学のマクリントックには、体積 10 15 部あたりの不純物が 2 部未満しか含まれていません。

一番難しい

カーボン(C)。 同素体形状のダイヤモンドのヌープ硬度は 8400 です。先史時代から知られています。

親愛なる

カリフォルニア産 (Cf) は 1970 年に 1 マイクログラムあたり 10 ドルで販売されました。 1950 年にシーボーグ (米国) とその同僚によってオープンされました。

最も柔軟な

金（Au）。 1gから2.4kmの長さのワイヤーを引くことができます。 紀元前 3000 年から知られています。

最高の引張強さ

ホウ素 (B) – 5.7 GPa。 1808 年にゲイ・リュサックとテナール (フランス) および H. デービー (イギリス) によって発見されました。

融点/沸点

最低。非金属の中で、ヘリウム 4 (4He) の最低融点は 24.985 atm の圧力で -272.375°C、最低沸点は -268.928°C です。 ヘリウムは 1868 年に Lockyer (イギリス) と Jansen (フランス) によって発見されました。 単原子水素 (H) は非圧縮性の超流動気体でなければなりません。 金属の中で、水銀 (Hg) に対応するパラメータは、-38.836°C (融点) および 356.661°C (沸点) です。

一番高い。非金属の中で最も高い融点と沸点は炭素 (C) であり、先史時代から知られています: 530°C と 3870°C。 ただし、グラファイトが高温でも安定であることについては議論の余地があるようです。 グラファイトは、3720℃で固体から蒸気状態に転移し、圧力100気圧、温度4730℃で液体として得られます。 金属の中で、タングステン (W) に対応するパラメータは 3420°C (融点) と 5860°C (沸点) です。 1783 年に H.H. によってオープンされました。 F.デルヤラミ（スペイン）。

同位体

最も多くの同位体（それぞれ 36 個）は、1898 年に Ramsay と Travers (イギリス) によって発見されたキセノン (Xe) と、1860 年に Bunsen と Kirchhoff (ドイツ) によって発見されたセシウム (Cs) にあります。 水素 (H) は最も量が少なく (3: プロチウム、重水素、三重水素)、1776 年にキャベンディッシュ (イギリス) によって発見されました。

最も安定しています。テルル 128 (128 Te) は、二重ベータ崩壊によれば、半減期が 1.5 10 24 年です。 テルル (Te) は、1782 年にミュラー・フォン・ライヒェンシュタイン (オーストリア) によって発見されました。 同位体 128 Te は、1924 年に F. アストン (イギリス) によって自然状態で最初に発見されました。 その超安定性に関するデータは、1968 年に E. Alexander Jr.、B. Srinivasan、O. Manuel (米国) の研究によって再び確認されました。 アルファ崩壊の記録はサマリウム 148 (148 Sm) – 8·10 15 年に属します。 ベータ崩壊の記録はカドミウム同位体 113 (113 Cd) – 9・10 15 年に属します。 両方の同位体は、それぞれ 1933 年と 1924 年に F. アストンによって自然の状態で発見されました。 148 Sm の放射能は 1938 年に T. Wilkins と A. Dempster (米国) によって発見され、113 Cd の放射能は 1961 年に D. Watt と R. Glover (英国) によって発見されました。

最も不安定です。リチウム 5 (5 Li) の寿命は 4.4 10 –22 秒に制限されています。 この同位体は、1950 年に E. ティッタートン (オーストラリア) と T. ブリンクリー (イギリス) によって初めて発見されました。

液体シリーズ

融点と沸点の差を考慮すると、液体範囲が最も短い元素は希ガス ネオン (Ne) - わずか 2.542 度 (-248.594 °C ～ -246.052 °C) ですが、液体範囲が最も長い元素 (3453 度) です。放射性超ウラン元素ネプツニウム (Np) の特性 (637°C ～ 4090°C)。 しかし、融点から臨界点までの実際の一連の液体を考慮すると、元素ヘリウム (He) の周期が最も短く、わずか 5.195 度 (絶対零度から -268.928 °C) です。最長 - 10200 度 - タングステンの場合 (3420 °C から 13,620 °C)。

最も有毒な

非放射性物質の中で、ベリリウム (Be) には最も厳しい制限が設定されています。空気中のこの元素の最大許容濃度 (MAC) はわずか 2 μg/m3 です。 自然界に存在する、または原子力施設で生成される放射性同位体の中で、空気中の含有量について最も厳しい制限が設定されているのは、1905 年にオットー ハーン (ドイツ) によって最初に発見されたトリウム 228 (228 Th) です (2.4 10 – 16 g/m 3)、水中の含有量に関しては、1907 年に O. Gan によって発見されたラジウム 228 (228 Ra) (1.1・10 –13 g/l) です。 環境の観点から見ると、半減期はかなり長くなります (つまり 6 か月以上)。

ギネスブック、1998

最も一般的な

リソスフェア。酸素（O）、46.60重量％。 1771年にカール・シェーレ（スウェーデン）によって発見されました。
雰囲気。窒素 (N)、78.09 体積%、75.52 質量%。 1772年にラザフォード（イギリス）によって発見された。
宇宙。水素 (H)、全物質の 90%。 1776 年にヘンリー・キャベンディッシュ (イギリス) によって発見されました。

最も珍しい (94 のうち)

リソスフェア。
アスタチン (At): 地殻中に 0.16 g。 1940 年に Corson (米国) と従業員によってオープンされました。 天然に存在する同位体アスタチン 215 (215At) (オーストリアの B. Karlik と T. Bernert によって 1943 年に発見) は、わずか 4.5 ナノグラムの量で存在します。
雰囲気。
ラドン (Rn): わずか 2.4 kg (100 万分の 6・10 ～ 20 の体積)。 1900年にドルン社（ドイツ）によりオープン。 花崗岩の堆積物領域にこの放射性ガスが集中すると、多くのがんが発生すると考えられています。 地殻内で発見され、大気中のガス埋蔵量が補充されるラドンの総質量は 160 トンです。

最も簡単

ガス：
水素 (H) の密度は、温度 0℃、圧力 1 気圧で 0.00008989 g/cm3 です。 1776年にキャベンディッシュ（イギリス）によって発見されました。
金属。
リチウム (Li) は、密度が 0.5334 g/cm3 で、すべての固体の中で最も軽いです。 1817年にスウェーデンのアルフヴェドソンによって発見されました。

最大密度

オスミウム (Os) は密度 22.59 g/cm3 で、すべての固体の中で最も重いです。 1804年にテナント（イギリス）によって発見された。

最も重いガス

それはラドン（Rn）で、その密度は0℃で0.01005 g/cm3です。 1900年にドルン社（ドイツ）によりオープン。

最後に受信した

要素 108、またはウンニロクティウム (Uno)。 この暫定名は、国際純粋応用化学連合 (IUPAC) によって付けられました。 1984 年 4 月に、ダルムシュタットの重イオン研究協会の研究室でこの元素の原子 3 つだけを観察した G. ミュンツェンベルクとその同僚 (西ドイツ) によって取得されました。 同年6月には、この要素もYu.Tsによって取得されたというメッセージが表示されました。 ソビエト連邦ドゥブナにある共同核研究所のオガネシアンと共同研究者。

単一のウンニレニウム原子 (Une) は、1982 年 8 月 29 日に西ドイツのダルムシュタットにある重イオン研究協会の研究室でビスマスに鉄イオンを衝突させることによって得られました。これは最も高い原子番号 (元素 109) と最も高い原子番号を持っています。質量 (266) 。 最も予備的なデータによると、ソビエトの科学者は、原子質量272の元素110の同位体（仮名-ウンニリウム（Uun））の形成を観察しました。

最もきれいな

ヘリウム 4 (4He)、1978 年 4 月に P.V. によって取得されました。 米国ランカスター大学のマクリントックには、体積 1015 部あたりの不純物が 2 部未満しか含まれていません。

一番難しい

カーボン(C)。 ダイヤモンドの同素体形状のヌープ硬度は 8400 です。先史時代から知られています。

親愛なる

カリフォルニア産 (Cf) は 1970 年に 1 マイクログラムあたり 10 ドルの価格で販売されました。 1950 年に Seaborg (米国) と従業員によってオープンされました。

最も柔軟な

金（Au）。 1gから2.4kmの長さのワイヤーを引くことができます。 紀元前 3000 年から知られています。

最高の引張強度

ホウ素 (B) – 5.7 GPa。 1808 年にゲイ・リュサックとテナール (フランス) および H. デービー (イギリス) によって発見されました。

融点/沸点

最低。
非金属の中で、ヘリウム 4 (4He) の最低融点は 24.985 atm の圧力で -272.375°C、最低沸点は -268.928°C です。 ヘリウムは 1868 年に Lockyer (イギリス) と Jansen (フランス) によって発見されました。 単原子水素 (H) は非圧縮性の超流動気体でなければなりません。 金属の中で、水銀 (Hg) に対応するパラメータは、-38.836°C (融点) と 356.661°C (沸点) です。
一番高い。
非金属の中で最も高い融点と沸点は炭素 (C) であり、先史時代から知られています: 530°C と 3870°C。 ただし、グラファイトが高温でも安定であることについては議論の余地があるようです。 グラファイトは、3720℃で固体から蒸気状態に転移し、圧力100気圧、温度4730℃で液体として得られます。 金属の中で、タングステン (W) に対応するパラメータは 3420°C (融点) と 5860°C (沸点) です。 1783 年に H.H. によってオープンされました。 F.デルヤラミ（スペイン）。

同位体

最大数の同位体 1898 年に Ramsay と Travers (イギリス) によって発見されたキセノン (Xe) と、1860 年に Bunsen と Kirchhoff (ドイツ) によって発見されたセシウム (Cs) の場合 (各 36)。 水素 (H) は最も量が少なく (3: プロチウム、重水素、三重水素)、1776 年にキャベンディッシュ (イギリス) によって発見されました。

最も安定した

テルル 128 (128Te) は、二重ベータ崩壊によれば、半減期が 1.5 1024 年です。 テルル (Te) は、1782 年にミュラー・フォン・ライヒェンシュタイン (オーストリア) によって発見されました。 128Te 同位体は、1924 年に F. アストン (イギリス) によって自然状態で最初に発見されました。 その超安定性に関するデータは、1968 年に E. Alexander Jr.、B. Srinivasan、O. Manuel (米国) の研究によって再び確認されました。 アルファ崩壊の記録はサマリウム 148 (148Sm) – 8·1015 年に属します。 ベータ崩壊の記録はカドミウム同位体 113 (113Cd) に属します – 9.1015 年。 両方の同位体は、それぞれ 1933 年と 1924 年に F. アストンによって自然の状態で発見されました。 148Sm の放射能は 1938 年に T. Wilkins と A. Dempster (米国) によって発見され、113Cd の放射能は 1961 年に D. Watt と R. Glover (英国) によって発見されました。

最も不安定な

リチウム 5 (5Li) の寿命は 4.4 10–22 秒に制限されています。 この同位体は、1950 年に E. ティッタートン (オーストラリア) と T. ブリンクリー (イギリス) によって初めて発見されました。

最も有毒な

非放射性物質の中で、ベリリウム (Be) には最も厳しい制限が設定されています。空気中のこの元素の最大許容濃度 (MAC) はわずか 2 μg/m3 です。 自然界に存在する、または原子力施設によって生成される放射性同位体の中で、空気中の含有量について最も厳しい制限が設定されているのは、1905 年にオットー ハーン (ドイツ) によって最初に発見されたトリウム 228 (228Th) です (2.4 10-16)。 g /m3）、水中の含有量に関しては、1907年にO. Ganによって発見されたラジウム-228（228Ra）（1.1·10–13 g/l）。 環境の観点から見ると、半減期はかなり長くなります (つまり 6 か月以上)。

人間は常に、競合他社にチャンスを与えない素材を見つけようと努めてきました。 古代以来、科学者は世界で最も硬い材料、最も軽い材料と最も重い材料を探してきました。 発見への渇望は、理想気体と理想黒体の発見につながりました。 世界で最も驚くべき物質をご紹介します。

1. 最も黒い物質

世界で最も黒い物質はベンタブラックと呼ばれ、カーボン ナノチューブの集合体で構成されています (炭素とその同素体を参照)。 簡単に言うと、この素材は無数の「毛」で構成されており、毛に引っかかると、光がチューブからチューブへと反射します。 このようにして、光束の約 99.965% が吸収され、ほんの一部だけが反射されて戻ります。
ベンタブラックの発見により、この材料を天文学、エレクトロニクス、光学に使用する幅広い展望が開かれました。

2. 最も引火しやすい物質

三フッ化塩素は、人類がこれまでに知っている中で最も可燃性の物質です。 これは強力な酸化剤であり、ほぼすべての化学元素と反応します。 三フッ化塩素はコンクリートを燃やし、ガラスを容易に発火させる可能性があります。 三フッ化塩素の使用は、その驚異的な引火性と安全な使用を保証することが不可能であるため、事実上不可能です。

3. 最も有毒な物質

最も強力な毒はボツリヌス毒素です。 私たちはそれをボトックスという名前で知っていますが、これは美容学で呼ばれるものであり、主な用途が見つかっています。 ボツリヌス毒素は、ボツリヌス菌によって生成される化学物質です。 ボツリヌス毒素は最も有毒な物質であることに加えて、タンパク質の中で最も大きな分子量を持っています。 この物質の驚異的な毒性は、わずか 0.00002 mg min/l のボツリヌス毒素で、患部が人間にとって半日致死状態になるのに十分であるという事実によって証明されています。

4. 最も熱い物質

これはいわゆるクォーク・グルーオン・プラズマです。 この物質は、金原子を光速に近い速度で衝突させることによって生成されました。 クォーク・グルーオン・プラズマの温度は摂氏4兆度です。 ちなみに、この数字は太陽の温度の 25 万倍です。 残念ながら、物質の寿命は1兆分の1秒に限られています。

5. 最も強い苛性酸

この候補では、チャンピオンはフッ化物アンチモン酸 H です。フッ化物アンチモン酸は硫酸よりも 2×10 16 (200 京) 倍苛性が強いです。 これは非常に活性な物質であり、少量の水を加えると爆発する可能性があります。 この酸の煙は猛毒です。

6. 最も爆発性の高い物質

最も爆発性の高い物質はヘプタニトロキュバンです。 非常に高価であり、科学研究にのみ使用されます。 しかし、爆発性がわずかに低いオクトゲンは、軍事分野や地質学で井戸を掘削する際にうまく使用されています。

7. 最も放射性の高い物質

ポロニウム 210 は、自然界には存在せず、人間によって製造されたポロニウムの同位体です。 ミニチュアであると同時に非常に強力なエネルギー源を作成するために使用されます。 半減期が非常に短いため、重篤な放射線障害を引き起こす可能性があります。

8. 最も重い物質

こちらはもちろんフラーライトです。 その硬度は天然ダイヤモンドの約2倍です。 フラーライトについて詳しくは、「世界で最も硬い素材」の記事をご覧ください。

9. 最強の磁石

世界最強の磁石は鉄と窒素からできています。 現在、この物質に関する詳細は一般公開されていませんが、この新しい超磁石は現在使用されている最も強力な磁石であるネオジムよりも 18% 強力であることがすでに知られています。 ネオジム磁石はネオジム、鉄、ホウ素から作られます。

10. 最も流動的な物質

超流動ヘリウム II は、絶対零度に近い温度では粘度がほとんどありません。 この特性は、固体材料で作られた容器から漏れたり注ぎ出したりする独特の特性によるものです。 ヘリウムIIは熱が逃げない理想的な熱伝導体として期待されています。