Kāds ir visbagātīgākais elements Visumā? Rekordi zinātnē un tehnoloģijā. Elementi Noteikumi, kas jums jāzina

Ķīmiskais elements ir kolektīvs termins, kas apraksta vienkāršas vielas atomu kopumu, tas ir, tādu, kuru nevar sadalīt nevienā vienkāršākā (pēc to molekulu struktūras) komponentiem. Iedomājieties, ka jums tiek dots tīra dzelzs gabals un lūgts to sadalīt hipotētiskajos sastāvdaļās, izmantojot jebkuru ierīci vai metodi, ko jebkad ir izgudrojuši ķīmiķi. Tomēr jūs nevarat darīt neko, gludeklis nekad netiks sadalīts kaut ko vienkāršāk. Vienkārša viela - dzelzs - atbilst ķīmiskajam elementam Fe.

Teorētiskā definīcija

Iepriekš minēto eksperimentālo faktu var izskaidrot, izmantojot šādu definīciju: ķīmiskais elements ir attiecīgās vienkāršās vielas atomu (nevis molekulu!) abstrakts kopums, t.i., viena veida atomi. Ja būtu veids, kā aplūkot katru no atsevišķiem atomiem iepriekš minētajā tīrā dzelzs gabalā, tad tie visi būtu dzelzs atomi. Turpretim ķīmiskais savienojums, piemēram, dzelzs oksīds, vienmēr satur vismaz divus dažādus atomu veidus: dzelzs atomus un skābekļa atomus.

Noteikumi, kas jums jāzina

Atomu masa: protonu, neitronu un elektronu masa, kas veido ķīmiskā elementa atomu.

Atomu skaitlis: protonu skaits elementa atoma kodolā.

Ķīmiskais simbols: burts vai latīņu burtu pāris, kas apzīmē dotā elementa apzīmējumu.

Ķīmiskais savienojums: viela, kas sastāv no diviem vai vairākiem ķīmiskiem elementiem, kas savienoti viens ar otru noteiktā proporcijā.

Metāls: elements, kas ķīmiskās reakcijās ar citiem elementiem zaudē elektronus.

Metaloīds: elements, kas dažreiz reaģē kā metāls un dažreiz kā nemetāls.

Nemetāla: elements, kas ķīmiskās reakcijās ar citiem elementiem cenšas iegūt elektronus.

Ķīmisko elementu periodiskā tabula: sistēma ķīmisko elementu klasificēšanai pēc to atomu skaita.

Sintētiskais elements: Tāds, kas ir mākslīgi ražots laboratorijā un parasti nav sastopams dabā.

Dabiskie un sintētiskie elementi

Uz Zemes dabiski sastopami deviņdesmit divi ķīmiskie elementi. Pārējais tika iegūts mākslīgi laboratorijās. Sintētiskais ķīmiskais elements parasti ir kodolreakciju produkts daļiņu paātrinātājos (ierīces, ko izmanto, lai palielinātu subatomisko daļiņu, piemēram, elektronu un protonu, ātrumu) vai kodolreaktoros (ierīces, ko izmanto, lai kontrolētu kodolreakcijās atbrīvoto enerģiju). Pirmais sintētiskais elements ar atomskaitli 43 bija tehnēcijs, ko 1937. gadā atklāja itāļu fiziķi K. Perjē un E. Segre. Izņemot tehnēciju un prometiju, visiem sintētiskajiem elementiem ir kodoli, kas lielāki par urānu. Pēdējais sintētiskais ķīmiskais elements, kas saņēma savu nosaukumu, ir livermorijs (116), un pirms tam tas bija flerovijs (114).

Divi desmiti kopīgu un svarīgu elementu

* Ja vērtība nav norādīta, tad elements ir mazāks par 0,1 procentiem.

Lielais sprādziens kā matērijas veidošanās galvenais cēlonis

Kurš ķīmiskais elements bija pirmais Visumā? Zinātnieki uzskata, ka atbilde uz šo jautājumu slēpjas zvaigznēs un zvaigžņu veidošanās procesos. Tiek uzskatīts, ka Visums ir radies kādā laika posmā pirms 12 līdz 15 miljardiem gadu. Līdz šim brīdim netiek domāts par neko citu, izņemot enerģiju. Bet notika kaut kas, kas pārvērta šo enerģiju milzīgā sprādzienā (tā sauktajā Lielajā sprādzienā). Nākamajās sekundēs pēc Lielā sprādziena sāka veidoties matērija.

Pirmās vienkāršākās matērijas formas bija protoni un elektroni. Daži no tiem apvienojas, veidojot ūdeņraža atomus. Pēdējais sastāv no viena protona un viena elektrona; tas ir vienkāršākais atoms, kāds var pastāvēt.

Lēnām, ilgu laiku, ūdeņraža atomi sāka sagrupēties noteiktos kosmosa apgabalos, veidojot blīvus mākoņus. Ūdeņradi šajos mākoņos ievilka kompaktos veidojumos gravitācijas spēki. Galu galā šie ūdeņraža mākoņi kļuva pietiekami blīvi, lai izveidotu zvaigznes.

Zvaigznes kā jaunu elementu ķīmiskie reaktori

Zvaigzne ir vienkārši matērijas masa, kas ģenerē enerģiju no kodolreakcijām. Visizplatītākā no šīm reakcijām ietver četru ūdeņraža atomu kombināciju, veidojot vienu hēlija atomu. Kad sāka veidoties zvaigznes, hēlijs kļuva par otro elementu, kas parādījās Visumā.

Zvaigznēm novecojot, tās pāriet no ūdeņraža-hēlija kodolreakcijām uz citiem veidiem. Tajos hēlija atomi veido oglekļa atomus. Vēlāk oglekļa atomi veido skābekli, neonu, nātriju un magniju. Vēlāk neons un skābeklis savienojas viens ar otru, veidojot magniju. Turpinoties šīm reakcijām, veidojas arvien vairāk ķīmisko elementu.

Pirmās ķīmisko elementu sistēmas

Pirms vairāk nekā 200 gadiem ķīmiķi sāka meklēt veidus, kā tos klasificēt. Deviņpadsmitā gadsimta vidū bija zināmi aptuveni 50 ķīmiskie elementi. Viens no jautājumiem, ko ķīmiķi centās atrisināt. Tas ir šāds: vai ķīmiskais elements ir viela, kas pilnīgi atšķiras no jebkura cita elementa? Vai daži elementi ir kaut kādā veidā saistīti ar citiem? Vai ir kāds vispārējs likums, kas viņus vieno?

Ķīmiķi ierosināja dažādas ķīmisko elementu sistēmas. Piemēram, angļu ķīmiķis Viljams Prouts 1815. gadā ierosināja, ka visu elementu atomu masas ir ūdeņraža atoma masas daudzkārtējas, ja to pieņemsim vienādu ar vienotību, t.i., tiem jābūt veseliem skaitļiem. Tajā laikā daudzu elementu atomu masas jau bija aprēķinājis J. Daltons attiecībā pret ūdeņraža masu. Tomēr, ja tas aptuveni attiecas uz oglekli, slāpekli un skābekli, tad hlors ar masu 35,5 neiekļāvās šajā shēmā.

Vācu ķīmiķis Johans Volfgangs Dobereiners (1780–1849) 1829. gadā parādīja, ka trīs elementus no tā sauktās halogēna grupas (hlors, broms un jods) var klasificēt pēc to relatīvās atomu masas. Broma atomu svars (79,9) izrādījās gandrīz precīzi hlora (35,5) un joda (127) atomu svara vidējais lielums, proti, 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (tuvu 79,9). Šī bija pirmā pieeja vienas no ķīmisko elementu grupām konstruēšanai. Dobereiners atklāja vēl divas šādas elementu triādes, taču viņš nespēja formulēt vispārēju periodisku likumu.

Kā parādījās ķīmisko elementu periodiskā tabula?

Lielākā daļa agrīno klasifikācijas shēmu nebija pārāk veiksmīgas. Tad ap 1869. gadu gandrīz vienu un to pašu atklājumu veica divi ķīmiķi gandrīz vienlaikus. Krievu ķīmiķis Dmitrijs Mendeļejevs (1834-1907) un vācu ķīmiķis Jūlijs Lotars Meijers (1830-1895) ierosināja sakārtot elementus, kuriem ir līdzīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības, sakārtotā grupu, sēriju un periodu sistēmā. Tajā pašā laikā Mendeļejevs un Meiers norādīja, ka ķīmisko elementu īpašības periodiski atkārtojas atkarībā no to atomu svara.

Mūsdienās Mendeļejevs parasti tiek uzskatīts par periodiskā likuma atklājēju, jo viņš spēra vienu soli, ko Mejers nedarīja. Kad visi elementi tika sakārtoti periodiskajā tabulā, parādījās daži tukšumi. Mendeļejevs prognozēja, ka tās ir vietas elementiem, kas vēl nav atklāti.

Tomēr viņš gāja vēl tālāk. Mendeļejevs prognozēja šo vēl neatklāto elementu īpašības. Viņš zināja, kur tie atrodas periodiskajā tabulā, tāpēc varēja paredzēt to īpašības. Jāatzīmē, ka katrs Mendeļejeva prognozētais ķīmiskais elements, gallijs, skandijs un germānija, tika atklāts mazāk nekā desmit gadus pēc tam, kad viņš publicēja savu periodisko likumu.

Periodiskās tabulas īsa forma

Ir bijuši mēģinājumi saskaitīt, cik daudz iespēju periodiskās tabulas grafiskajam attēlojumam ir piedāvājuši dažādi zinātnieki. Izrādījās, ka to bija vairāk nekā 500. Turklāt 80% no kopējā opciju skaita ir tabulas, bet pārējās ir ģeometriskas figūras, matemātiskas līknes utt. Rezultātā praktisku pielietojumu atrada četru veidu tabulas: īsas, daļēji -garas, garas un kāpnes (piramīdas). Pēdējo ierosināja lielais fiziķis N. Bors.

Zemāk esošajā attēlā ir parādīta īsā forma.

Tajā ķīmiskie elementi ir sakārtoti to atomu skaita augošā secībā no kreisās uz labo un no augšas uz leju. Tādējādi periodiskās tabulas pirmajam ķīmiskajam elementam ūdeņradim ir atomu skaits 1, jo ūdeņraža atomu kodoli satur vienu un tikai vienu protonu. Tāpat skābekļa atomu skaits ir 8, jo visu skābekļa atomu kodoli satur 8 protonus (skatīt attēlu zemāk).

Periodiskās sistēmas galvenie strukturālie fragmenti ir periodi un elementu grupas. Sešos periodos visas šūnas ir aizpildītas, septītā vēl nav pabeigta (elementi 113, 115, 117 un 118, kaut arī sintezēti laboratorijās, vēl nav oficiāli reģistrēti un tiem nav nosaukumu).

Grupas iedala galvenajās (A) un sekundārajās (B) apakšgrupās. Pirmo trīs periodu elementi, no kuriem katrs satur vienu rindu, ir iekļauti tikai A-apakšgrupās. Pārējie četri periodi ietver divas rindas.

Ķīmiskajiem elementiem vienā grupā mēdz būt līdzīgas ķīmiskās īpašības. Tādējādi pirmā grupa sastāv no sārmu metāliem, otrā - sārmzemju metāli. Elementiem tajā pašā periodā ir īpašības, kas lēnām mainās no sārmu metāla uz cēlgāzi. Zemāk redzamajā attēlā parādīts, kā mainās viena no īpašībām, atomu rādiuss, atsevišķiem tabulas elementiem.

Periodiskās tabulas garā perioda forma

Tas ir parādīts zemāk esošajā attēlā un ir sadalīts divos virzienos: pa rindām un kolonnām. Ir septiņas perioda rindas, tāpat kā īsajā formā, un 18 kolonnas, ko sauc par grupām vai ģimenēm. Faktiski grupu skaita pieaugumu no 8 īsajā formā uz 18 garajā formā iegūst, visus elementus ievietojot periodos, sākot no 4., nevis divās, bet vienā rindā.

Grupām tiek izmantotas divas dažādas numerācijas sistēmas, kā parādīts tabulas augšpusē. Romiešu ciparu sistēma (IA, IIA, IIB, IVB u.c.) tradicionāli ir bijusi populāra ASV. Eiropā tradicionāli tiek izmantota cita sistēma (1, 2, 3, 4 utt.), kas pirms vairākiem gadiem tika ieteikta lietošanai ASV.

Periodisko tabulu izskats augšējos attēlos ir nedaudz maldinošs, tāpat kā jebkurai šādai publicētai tabulai. Iemesls tam ir tāds, ka abām elementu grupām, kas parādītas tabulu apakšā, faktiski ir jāatrodas tajās. Piemēram, lantanīdi pieder 6. periodam starp bāriju (56) un hafniju (72). Turklāt aktinīdi pieder 7. periodam starp rādiju (88) un ruterfordiju (104). Ja tos ievietotu galdā, tas kļūtu pārāk plats, lai ietilptu uz papīra lapas vai sienas diagrammas. Tāpēc ir ierasts šos elementus novietot tabulas apakšā.

Dabā ir sastopami 94 ķīmiskie elementi. Līdz šim mākslīgi iegūti vēl 15 transurāna elementi (elementi no 95 līdz 109), 10 no tiem esamība ir neapstrīdama.

Visbiežāk

Litosfēra. Skābeklis (O), 46,60% no svara. 1771. gadā atklāja Karls Šēle (Zviedrija).

Atmosfēra. Slāpeklis (N), 78,09% pēc tilpuma, 75,52% pēc masas. 1772. gadā atklāja Raterfords (Lielbritānija).

Visums.Ūdeņradis (H), 90% no kopējās vielas. 1776. gadā atklāja Henrijs Kavendišs (Lielbritānija).

Retākais (no 94)

Litosfēra. Astatīns (At): 0,16 g zemes garozā. Atvēra 1940. gadā Korsons (ASV) un darbinieki. Dabā sastopamais izotops astatīns 215 (215 At) (1943. gadā atklāja B. Kārliks ​​un T. Bernerts, Austrija) ir tikai 4,5 nanogramu daudzumā.

Atmosfēra. Radons (Rn): tikai 2,4 kg (6·10 –20 tilpums no vienas daļas uz 1 miljonu). Atvēra 1900. gadā Dornā (Vācija). Tiek uzskatīts, ka šīs radioaktīvās gāzes koncentrācija granīta iežu nogulumu zonās ir izraisījusi vairākus vēža gadījumus. Kopējā zemes garozā atrodamā radona masa, no kuras tiek papildinātas atmosfēras gāzes rezerves, ir 160 tonnas.

Visvieglākais

Gāze.Ūdeņraža (H) blīvums 0°C temperatūrā un 1 atm spiedienā ir 0,00008989 g/cm 3. 1776. gadā atklāja Kavendišs (Lielbritānija).

Metāls. Litijs (Li) ar blīvumu 0,5334 g/cm 3 ir vieglākais no visām cietajām vielām. 1817. gadā atklāja Arfvedsons (Zviedrija).

Maksimālais blīvums

Osmijs (Os), kura blīvums ir 22,59 g/cm 3, ir vissmagākā no visām cietajām vielām. 1804. gadā atklāja Tenants (Lielbritānija).

Smagākā gāze

Tas ir radons (Rn), kura blīvums 0°C temperatūrā ir 0,01005 g/cm 3. Atvēra 1900. gadā Dornā (Vācija).

Pēdējo reizi saņemts

Elements 108 vai unniloctium (Uno). Šo pagaidu nosaukumu ir piešķīrusi Starptautiskā tīrās un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC). 1984. gada aprīlī to ieguva G. Mincenbergs un kolēģi (Rietumvācija), kuri Darmštates Smago jonu izpētes biedrības laboratorijā novēroja tikai 3 šī elementa atomus. Tā paša gada jūnijā parādījās ziņa, ka šo elementu ieguva arī Yu.Ts. Oganesjans un līdzstrādnieki Apvienotajā kodolpētījumu institūtā Dubnā, PSRS.

Viens unnilēna atoms (Une) tika iegūts, bombardējot bismutu ar dzelzs joniem Smago jonu pētniecības biedrības laboratorijā Darmštatē, Rietumvācijā, 1982. gada 29. augustā. Tam ir lielākais atomskaitlis (elements 109) un augstākais atomu skaits. masa (266) . Saskaņā ar provizoriskiem datiem padomju zinātnieki novēroja elementa 110 izotopa veidošanos ar atomu masu 272 (sākotnējais nosaukums - ununnilium (Uun)).

Vistīrākais

Hēlijs-4 (4 He), ko 1978. gada aprīlī ieguva P.V. McLintock no Lankasteras universitātes, ASV, satur mazāk par 2 daļām piemaisījumu uz 10 15 tilpuma daļām.

Grūtākais

Ogleklis (C). Alotropiskajā formā dimanta Knoop cietība ir 8400. Pazīstams kopš aizvēsturiskiem laikiem.

Mīļākais

Californian (Cf) tika pārdots 1970. gadā par cenu 10 USD par mikrogramu. Atvēra 1950. gadā Seaborg (ASV) un darbinieki.

Elastīgākais

Zelts (Au). No 1 g jūs varat novilkt stiepli 2,4 km garumā. Zināms kopš 3000.g.pmē.

Augstākā stiepes izturība

Bors (B) – 5,7 GPa. 1808. gadā atklāja Gay-Lussac un Thénard (Francija) un H. Davy (Lielbritānija).

Kušanas/viršanas temperatūra

Zemākais. No nemetāliem hēlijam-4 (4He) zemākā kušanas temperatūra ir -272,375°C pie spiediena 24,985 atm un zemākā viršanas temperatūra -268,928°C. Hēliju 1868. gadā atklāja Lokiers (Lielbritānija) un Jansens (Francija). Monatomiskajam ūdeņradim (H) jābūt nesaspiežamai superšķidrai gāzei. No metāliem attiecīgie dzīvsudraba (Hg) parametri ir –38,836°C (kušanas temperatūra) un 356,661°C (viršanas temperatūra).

Garākais. Starp nemetāliem visaugstākā kušanas un viršanas temperatūra ir ogleklis (C), kas zināms kopš aizvēsturiskiem laikiem: 530°C un 3870°C. Tomēr šķiet strīdīgs fakts, ka grafīts ir stabils augstā temperatūrā. Pārejot no cietas uz tvaiku stāvokli 3720°C temperatūrā, grafītu var iegūt kā šķidrumu 100 atm spiedienā un 4730°C temperatūrā. Starp metāliem volframa (W) attiecīgie parametri ir 3420°C (kušanas temperatūra) un 5860°C (viršanas temperatūra). Atvēra 1783. gadā H.H. un F. d'Eluyarami (Spānija).

Izotopi

Lielākais izotopu skaits (katrs 36) ir atrodams ksenonā (Xe), ko 1898. gadā atklāja Ramzijs un Travers (Lielbritānija), un cēzijā (Cs), ko 1860. gadā atklāja Bunsens un Kirhhofs (Vācija). Ūdeņradim (H) ir vismazākais daudzums (3: protijs, deitērijs un tritijs), ko 1776. gadā atklāja Kavendišs (Lielbritānija).

Visstabilākais. Telūrs-128 (128 Te), saskaņā ar dubulto beta sabrukšanu, pussabrukšanas periods ir 1,5 10 24 gadi. Telūru (Te) 1782. gadā atklāja Millers fon Reihenšteins (Austrija). Pirmo reizi izotopu 128 Te tā dabiskajā stāvoklī 1924. gadā atklāja F. Astons (Lielbritānija). Datus par tās superstabilitāti 1968. gadā vēlreiz apstiprināja E. Aleksandra jaunākā, B. Šrinivasana un O. Manuela (ASV) pētījumi. Alfa sabrukšanas rekords pieder samārijam-148 (148 Sm) – 8·10 15 gadi. Beta sabrukšanas rekords pieder kadmija izotopam 113 (113 Cd) – 9·10 15 gadi. Abus izotopus to dabiskajā stāvoklī atklāja F. Astons, attiecīgi, 1933. un 1924. gadā. 148 Sm radioaktivitāti atklāja T. Vilkinss un A. Dempsters (ASV) 1938. gadā, bet 113 Cd radioaktivitāti 1961. gadā atklāja D. Vats un R. Glovers (Lielbritānija).

Pats nestabilākais. Litija-5 (5 Li) kalpošanas laiks ir ierobežots līdz 4,4 10–22 s. Pirmo reizi izotopu atklāja E. Titertons (Austrālija) un T. Brinklijs (Lielbritānija) 1950. gadā.

Šķidrā sērija

Ņemot vērā atšķirību starp kušanas temperatūru un viršanas temperatūru, elements ar īsāko šķidruma diapazonu ir cēlgāzes neons (Ne) - tikai 2,542 grādi (-248,594 °C līdz -246,052 °C), savukārt garākais šķidruma diapazons (3453 grādi) raksturīgs radioaktīvajam transurāna elementam neptūnijam (Np) (no 637°C līdz 4090°C). Tomēr, ja ņemam vērā patieso šķidrumu sēriju - no kušanas punkta līdz kritiskajam punktam -, tad elementam hēlijam (He) ir visīsākais periods - tikai 5,195 grādi (no absolūtās nulles līdz -268,928 ° C), un garākais - 10200 grādi - volframam (no 3420°C līdz 13 620°C).

Indīgākais

No neradioaktīvām vielām visstingrākie ierobežojumi noteikti berilijam (Be) - šī elementa maksimāli pieļaujamā koncentrācija (MAC) gaisā ir tikai 2 μg/m3. No dabā esošajiem vai kodoliekārtu ražotajiem radioaktīvajiem izotopiem visstingrākie satura ierobežojumi gaisā noteikti torijam-228 (228 Th), ko pirmo reizi atklāja Otto Hāns (Vācija) 1905. gadā (2,4 10 – 16 g/m 3), un pēc satura ūdenī – rādijam-228 (228 Ra), ko 1907. gadā atklāja O. Gans (1,1·10 –13 g/l). No vides viedokļa tiem ir ievērojams pussabrukšanas periods (t.i., ilgāks par 6 mēnešiem).

Ginesa rekordu grāmata, 1998

Visbiežāk

Litosfēra. Skābeklis (O), 46,60% no svara. 1771. gadā atklāja Karls Šēle (Zviedrija).
Atmosfēra. Slāpeklis (N), 78,09% pēc tilpuma, 75,52% pēc masas. 1772. gadā atklāja Raterfords (Lielbritānija).
Visums.Ūdeņradis (H), 90% no kopējās vielas. 1776. gadā atklāja Henrijs Kavendišs (Lielbritānija).

Retākais (no 94)

Litosfēra.
Astatīns (At): 0,16 g zemes garozā. Atvēra 1940. gadā Korsons (ASV) un darbinieki. Dabā sastopamais izotops astatīns 215 (215At) (1943. gadā atklāja B. Kārliks ​​un T. Bernerts, Austrija) ir tikai 4,5 nanogramu daudzumā.
Atmosfēra.
Radons (Rn): tikai 2,4 kg (6,10–20 tilpuma viena miljonā daļa). Atvēra 1900. gadā Dornā (Vācija). Tiek uzskatīts, ka šīs radioaktīvās gāzes koncentrācija granīta iežu nogulumu zonās ir izraisījusi vairākus vēža gadījumus. Kopējā zemes garozā atrodamā radona masa, no kuras tiek papildinātas atmosfēras gāzes rezerves, ir 160 tonnas.

Visvieglākais

Gāze:
Ūdeņraža (H) blīvums 0°C temperatūrā un 1 atm spiedienā ir 0,00008989 g/cm3. Atvēra 1776. gadā Cavendish (Lielbritānija).
Metāls.
Litijs (Li) ar blīvumu 0,5334 g/cm3 ir vieglākais no visām cietajām vielām. 1817. gadā atklāja Arfvedsons (Zviedrija).

Maksimālais blīvums

Osmijs (Os), kura blīvums ir 22,59 g/cm3, ir vissmagākā no visām cietajām vielām. 1804. gadā atklāja Tenants (Lielbritānija).

Smagākā gāze

Tas ir radons (Rn), kura blīvums 0°C temperatūrā ir 0,01005 g/cm3. Atvēra 1900. gadā Dornā (Vācija).

Pēdējo reizi saņemts

108. elements jeb unniloctium (Uno). Šo pagaidu nosaukumu ir piešķīrusi Starptautiskā tīrās un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC). 1984. gada aprīlī to ieguva G. Mincenbergs un kolēģi (Rietumvācija), kuri Darmštates Smago jonu izpētes biedrības laboratorijā novēroja tikai 3 šī elementa atomus. Tā paša gada jūnijā parādījās ziņa, ka šo elementu ieguva arī Yu.Ts. Oganesjans un līdzstrādnieki Apvienotajā kodolpētījumu institūtā Dubnā, PSRS.

Viens unnilēna atoms (Une) tika iegūts, bombardējot bismutu ar dzelzs joniem Smago jonu pētniecības biedrības laboratorijā Darmštatē, Rietumvācijā, 1982. gada 29. augustā. Tam ir lielākais atomskaitlis (elements 109) un augstākais atomu skaits. masa (266). Saskaņā ar provizoriskiem datiem, padomju zinātnieki novēroja elementa 110 izotopa veidošanos ar atomu masu 272 (sākotnējais nosaukums - ununnilium (Uun)).

Pats tīrākais

Hēlijs-4 (4He), ko 1978. gada aprīlī ieguva P.V. McLintock no Lankasteras universitātes, ASV, satur mazāk nekā 2 daļas piemaisījumu uz 1015 tilpuma daļām.

Grūtākais

Ogleklis (C). Alotropiskajā formā dimanta Knoop cietība ir 8400. Pazīstams kopš aizvēsturiskiem laikiem.

Mīļākais

Californian (Cf) tika pārdots 1970. gadā par cenu 10 USD par mikrogramu. Atvēra 1950. gadā Seaborg (ASV) un darbinieki.

Elastīgākais

Zelts (Au). No 1 g jūs varat novilkt stiepli 2,4 km garumā. Zināms kopš 3000.g.pmē.

Augstākā stiepes izturība

Bors (B) – 5,7 GPa. 1808. gadā atklāja Gay-Lussac un Thénard (Francija) un H. Davy (Lielbritānija).

Kušanas/viršanas temperatūra

Zemākais.
No nemetāliem hēlijam-4 (4He) zemākā kušanas temperatūra ir -272,375°C pie spiediena 24,985 atm un zemākā viršanas temperatūra -268,928°C. Hēliju 1868. gadā atklāja Lokiers (Lielbritānija) un Jansens (Francija). Monatomiskajam ūdeņradim (H) jābūt nesaspiežamai superšķidrai gāzei. No metāliem attiecīgie dzīvsudraba (Hg) parametri ir –38,836°C (kušanas temperatūra) un 356,661°C (viršanas temperatūra).
Garākais.
Starp nemetāliem visaugstākā kušanas un viršanas temperatūra ir ogleklis (C), kas zināms kopš aizvēsturiskiem laikiem: 530°C un 3870°C. Tomēr šķiet strīdīgs fakts, ka grafīts ir stabils augstā temperatūrā. Pārejot no cietas uz tvaiku stāvokli 3720°C temperatūrā, grafītu var iegūt kā šķidrumu 100 atm spiedienā un 4730°C temperatūrā. Starp metāliem volframa (W) attiecīgie parametri ir 3420°C (kušanas temperatūra) un 5860°C (viršanas temperatūra). Atvēra 1783. gadā H.H. un F. d'Eluyarami (Spānija).

Izotopi

Lielākais izotopu skaits(36 katrs) ksenonam (Xe), ko 1898. gadā atklāja Ramzijs un Travers (Lielbritānija), un cēzijam (Cs), ko 1860. gadā atklāja Bunsens un Kirhhofs (Vācija). Ūdeņradim (H) ir vismazākais daudzums (3: protijs, deitērijs un tritijs), ko 1776. gadā atklāja Kavendišs (Lielbritānija).

Visstabilākais

Telūrs-128 (128Te), saskaņā ar dubulto beta sabrukšanu, pussabrukšanas periods ir 1,5 1024 gadi. Telūru (Te) 1782. gadā atklāja Millers fon Reihenšteins (Austrija). Pirmo reizi 128Te izotopu dabiskajā stāvoklī 1924. gadā atklāja F. Astons (Lielbritānija). Datus par tās superstabilitāti 1968. gadā vēlreiz apstiprināja E. Aleksandra jaunākā, B. Šrinivasana un O. Manuela (ASV) pētījumi. Alfa sabrukšanas rekords pieder samārijam-148 (148Sm) – 8·1015 gadi. Beta sabrukšanas rekords pieder kadmija izotopam 113 (113Cd) – 9·1015 gadi. Abus izotopus to dabiskajā stāvoklī atklāja F. Astons, attiecīgi, 1933. un 1924. gadā. 148Sm radioaktivitāti atklāja T. Vilkinss un A. Dempsters (ASV) 1938. gadā, bet 113Cd radioaktivitāti 1961. gadā atklāja D. Vats un R. Glovers (Lielbritānija).

Pats nestabilākais

Litija-5 (5Li) kalpošanas laiks ir ierobežots līdz 4,4 10–22 s. Pirmo reizi izotopu atklāja E. Titertons (Austrālija) un T. Brinklijs (Lielbritānija) 1950. gadā.

Indīgākais

No neradioaktīvām vielām visstingrākie ierobežojumi noteikti berilijam (Be) - šī elementa maksimāli pieļaujamā koncentrācija (MAC) gaisā ir tikai 2 μg/m3. No dabā esošajiem vai kodoliekārtu ražotajiem radioaktīvajiem izotopiem visstingrākie satura ierobežojumi gaisā noteikti torijam-228 (228Th), ko pirmo reizi atklāja Otto Hāns (Vācija) 1905. gadā (2,4 10–16). g /m3), un pēc satura ūdenī - rādijam-228 (228Ra), ko atklāja O. Gans 1907. gadā (1,1·10–13 g/l). No vides viedokļa tiem ir ievērojams pussabrukšanas periods (t.i., ilgāks par 6 mēnešiem).

Cilvēks vienmēr ir centies atrast materiālus, kas konkurentiem neatstāj nekādas iespējas. Kopš seniem laikiem zinātnieki ir meklējuši viscietākos materiālus pasaulē, vieglākos un smagākos. Atklāšanas slāpes lika atklāt ideālu gāzi un ideālu melnu ķermeni. Mēs piedāvājam jums pārsteidzošākās vielas pasaulē.

1. Melnākā viela

Melnākā viela pasaulē tiek saukta par Vantablack, un tā sastāv no oglekļa nanocauruļu kolekcijas (skat. oglekli un tā allotropus). Vienkāršāk sakot, materiāls sastāv no neskaitāmiem “matiņiem”, tajos ieķeroties, gaisma atlec no vienas caurules uz otru. Tādā veidā tiek absorbēti aptuveni 99,965% gaismas plūsmas un tikai neliela daļa tiek atstarota atpakaļ.
Vantablakas atklāšana paver plašas perspektīvas šī materiāla izmantošanai astronomijā, elektronikā un optikā.

2. Uzliesmojošākā viela

Hlora trifluorīds ir uzliesmojošākā viela, kas jebkad zināma cilvēcei. Tas ir spēcīgs oksidētājs un reaģē ar gandrīz visiem ķīmiskajiem elementiem. Hlora trifluorīds var sadedzināt betonu un viegli aizdedzināt stiklu! Hlora trifluorīda izmantošana ir praktiski neiespējama, jo tā ir fenomenāla uzliesmojamība un nav iespējams nodrošināt drošu lietošanu.

3. Indīgākā viela

Visspēcīgākā inde ir botulīna toksīns. Mēs to pazīstam ar nosaukumu Botox, ko to sauc kosmetoloģijā, kur tas ir atradis savu galveno pielietojumu. Botulīna toksīns ir ķīmiska viela, ko ražo baktērijas Clostridium botulinum. Papildus tam, ka botulīna toksīns ir toksiskākā viela, tam ir arī lielākā molekulmasa starp olbaltumvielām. Par vielas fenomenālo toksicitāti liecina tas, ka pietiek tikai ar 0,00002 mg min/l botulīna toksīna, lai uz pusi dienas skarto zonu padarītu cilvēkiem nāvējošu.

4. Karstākā viela

Šī ir tā sauktā kvarka-gluona plazma. Viela tika radīta, saduroties zelta atomiem gandrīz gaismas ātrumā. Kvarka-gluona plazmas temperatūra ir 4 triljoni grādu pēc Celsija. Salīdzinājumam, šis rādītājs ir 250 000 reižu augstāks par Saules temperatūru! Diemžēl matērijas dzīves ilgums ir ierobežots līdz vienas triljonās sekundes triljonajai daļai.

5. Visvairāk kodīgo skābi

Šajā nominācijā čempione ir fluorīda-antimonskābe H. Fluorīda-antimonskābe ir 2×10 16 (divsimt kvintiljonu) reižu kodīgāka par sērskābi. Tā ir ļoti aktīva viela un var eksplodēt, ja pievieno nelielu daudzumu ūdens. Šīs skābes izgarojumi ir nāvējoši indīgi.

6. Sprādzienbīstamākā viela

Sprādzienbīstamākā viela ir heptanitrokubāns. Tas ir ļoti dārgs un tiek izmantots tikai zinātniskiem pētījumiem. Bet nedaudz mazāk sprādzienbīstamais astoņogēns tiek veiksmīgi izmantots militārajās lietās un ģeoloģijā, urbjot akas.

7. Radioaktīvākā viela

Polonijs-210 ir polonija izotops, kas dabā neeksistē, bet ko ražo cilvēki. Izmanto, lai radītu miniatūrus, bet tajā pašā laikā ļoti jaudīgus enerģijas avotus. Tam ir ļoti īss pussabrukšanas periods, un tāpēc tas var izraisīt smagu staru slimību.

8. Smagākā viela

Tas, protams, ir fullerīts. Tā cietība ir gandrīz 2 reizes augstāka nekā dabiskajiem dimantiem. Vairāk par fullerītu varat lasīt mūsu rakstā Cietākie materiāli pasaulē.

9. Spēcīgākais magnēts

Spēcīgākais magnēts pasaulē ir izgatavots no dzelzs un slāpekļa. Šobrīd plašākai sabiedrībai sīkāka informācija par šo vielu nav pieejama, taču jau tagad zināms, ka jaunais supermagnēts ir par 18% jaudīgāks nekā šobrīd lietotie spēcīgākie magnēti – neodīms. Neodīma magnēti ir izgatavoti no neodīma, dzelzs un bora.

10. Šķidruma viela

Superfluid Helium II gandrīz nav viskozitātes temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei. Šī īpašība ir saistīta ar tās unikālo īpašību noplūst un izliet no trauka, kas izgatavots no jebkura cieta materiāla. Hēliju II var izmantot kā ideālu siltumvadītāju, kurā siltums neizkliedējas.