у какого материала самая большая плотность
Топ-10: Самые тяжёлые элементы, известные человечеству
Этот базовый список из десяти элементов является самым «тяжёлым» по плотности на один кубический сантиметр. Однако обратите внимание, что плотность — это не масса, она просто показывает, насколько плотно упакована масса тела.
Теперь, когда мы это понимаем, давайте взглянем на самые тяжёлые элементы во всей известной человечеству вселенной.
10. Тантал (Tantalum) 
Плотность на 1 см³ — 16,67 г
Атомный номер тантала — 73. Этот сине-серый металл является очень твёрдым, а также имеет супервысокую температуру плавления.
9. Уран (Uranium) 
Плотность на 1 см³ — 19,05 г
Обнаруженный в 1789 году немецким химиком Мартином Генрихом Клапортом (Martin H. Klaprot), металл стал настоящим ураном лишь почти сто лет спустя, в 1841 году, благодаря французскому химику Эжену Мелькиору Пелиго.
8. Вольфрам (Wolframium)
Плотность на 1 см³ — 19,26 г
Вольфрам существует в четырёх различных минералах, а также является самым тяжёлым из всех элементов, играющих важную биологическую роль.
7. Золото (Aurum)
Плотность на 1 см³ — 19,29 г
Говорят, деньги на деревьях не растут, чего не скажешь о золоте! Небольшие следы золота были обнаружены на листьях эвкалиптовых деревьев.
6. Плутоний (Plutonium) 
Плотность на 1 см³ — 20,26 г
Плутоний демонстрирует красочное состояние окисления в водном растворе, а также может спонтанно изменять состояние окисления и цвета! Это настоящий хамелеон среди элементов.
5. Нептуний (Neptunium)
Плотность на 1 см³ — 20,47 г
Названный в честь планеты Нептун, он был обнаружен профессором Эдвином Макмилланом (Edwin McMillan) в 1940 году. Он также стал первым обнаруженным синтетическим трансурановым элементом из семейства актиноидов.
4. Рений (Rhenium)
Плотность на 1 см³ — 21,01 г
Название этого химического элемента происходит от латинского слова «Rhenus», что означает «Рейн». Он был обнаружен Вальтером Ноддаком (Walter Noddack) в Германии в 1925 году.
3. Платина (Platinum)
Плотность на 1 см³ — 21,45 г
Один из самых драгоценных металлов в этом списке (наряду с золотом), и используется для изготовления практически всего. В качестве странного факта: вся добытая платина (до последней частицы) могла бы поместиться в гостиной среднего размера! Не так много, на самом деле. (Попробуйте поместить в неё всё золото.)
2. Иридий (Iridium)
Плотность на 1 см³ — 22,56 г
Иридий был обнаружен в Лондоне в 1803 году английским химиком Смитсоном Теннантом (Smithson Tennant) вместе с осмием: элементы присутствовали в природной платине в качестве примесей. Да, иридий был обнаружен чисто случайно.
1. Осмий (Osmium)
Плотность на 1 см³ — 22,59 г
Не существует ничего более тяжёлого (на один кубический сантиметр), чем осмий. Название этого элемента происходит от древнегреческого слова «osme», что означает «запах», поскольку химические реакции его растворения в кислоте или воде сопровождаются неприятным, стойким запахом.
Тайны самого не только тяжелого, но и плотного металла в мире
С незапамятных времен люди активно используют различные металлы. После изучения их свойств, вещества заняли достойное место в таблице знаменитого Д. Менделеева. До сих пор не утихают споры ученых относительно вопроса, какому металлу присвоить звание самого тяжелого и плотного в мире. На чаше весов два элемента менделеевской таблицы – иридий, а также осмий. Чем они интересны, читайте далее.
Общая информация
На протяжении веков люди занимались изучением полезных свойств самых распространенных металлов на планете. Больше всего сведений наука хранит о золоте серебре и меди. Со временем человечество познакомилось с железом, более легкими металлами – оловом и свинцом. В мире Средневековья люди активно пользовались мышьяком, а болезни лечили ртутью.
Благодаря стремительному прогрессу, сегодня самыми тяжелыми и плотными металлами считается не один элемент таблицы, а сразу два. Под номером 76 расположен осмий (Os), а под номером 77 – иридий (Ir), вещества имеют следующие показатели плотности:
Плотность относят к физическим свойствам металлов, она представляет собой соотношение массы вещества к его объему. Теоретические расчеты плотности обоих элементов имеют некоторые погрешности, поэтому оба металла сегодня принято считать самыми тяжелыми.
Для наглядности можно сравнить вес обыкновенной пробки с весом пробки из самого тяжелого металла в мире. Чтобы уравновесить чаши весов с пробкой из осмия либо иридия, потребуется более сотни обычных пробок.
История открытия металлов
Оба элемента были открыты на заре XIX века ученым Смитсоном Теннантом. Многие исследователи того времени занимались изучением свойств сырой платины, обрабатывая ее «царской водкой». Только Теннанту удалось обнаружить в полученном осадке два химических вещества:
Оба элемента были представлены единым сплавом, который ученому удалось разделить. Дальнейшим исследованием самородков платины занялся русский химик К. Клаус, тщательно исследовавший свойства осадочных элементов. Сложность определения самого тяжелого металла в мире заключается в невысокой разности их плотности, которая не является величиной постоянной.
Яркие характеристики самых плотных металлов
Добытые экспериментальным путем вещества представляют собой порошок, довольно трудно поддающийся обработке, ковка металлов требует очень высоких температур. Наиболее распространенной формой содружества иридия с осмием является сплав осмистого иридия, который добывают в месторождениях платины, пластах залегания золота.
Наиболее частым местом обнаружения иридия считаются метеориты, богатые железом. Самородного осмия в мире природы не найти, только в содружестве с иридием и другими компонентами платиновой группы. Залежи часто содержат соединения серы с мышьяком.
Особенности самого тяжелого и дорогого металла в мире
Среди элементов периодической таблицы Менделеева самым дорогостоящим считается осмий. Серебристый металл с голубоватым отливом принадлежит к платиновой группе благородных химических соединений. Свой блеск самый плотный, но очень хрупкий металл не теряет под воздействием высоких температурных показателей.
Характеристики
Несмотря на изумительно холодный блеск серебристого отлива, осмий не годится для производства ювелирных изделий из-за высочайшей токсичности. Для плавки украшения потребовалась бы температура, как на поверхности Солнца, ведь самый плотный в мире металл разрушается при механическом воздействии.
Превращаясь в порошок, осмий взаимодействует с кислородом, реагирует на серу, фосфор, селен, на царскую водку реакция вещества очень медленная. Osmium не обладает магнетизмом, сплавы имеют склонность к окислению, формированию кластерных соединений.
Где применяют
Самый тяжелый и невероятно плотный металл обладает высокой износостойкостью, поэтому добавка его к сплавам значительно повышает их крепость. Применение осмия в основном связано с химической промышленностью. Кроме того, его используют для следующих нужд:
Интересно, что самый плотный металл считается единственным в мире элементом, неподвластным воздействию агрессии «адской» смеси кислот (азотная и соляная). Алюминий, соединенный с осмием, становится настолько пластичным, что его можно вытягивать без разрыва.
Тайны самого редкого и плотного в мире металла
Принадлежность иридия к платиновой группе наделяет его свойством невосприимчивости к обработке кислотами и их смесями. В мире иридий получают из анодных шламов при медно-никелевом производстве. После обработки шлама царской водкой, выпавший осадок прокаливают, результатом чего становится добыча иридия.
Характеристики
Самый твердый металл серебристо-белого цвета обладает следующей группой свойств:
Тяжелый иридий не меняется под воздействием обычной температуры воздуха. Результатом прокаливания под воздействием нагревания при определенных температурах становится образование многовалентных соединений. Порошок свежего осадка иридиевой черни поддается частичному растворению царской водкой, а также раствором хлора.
Область применения
Хотя Iridium принадлежит к числу драгоценных металлов, для ювелирных изделий его применяют редко. Элемент, плохо поддающийся обработкам, весьма востребован при строительстве дорог, производстве автомобильных деталей. Сплавы с неподверженным окислению самым плотным металлом применяются для следующих целей:
Сплавы с изотопами иридия используют на сварочном производстве, в приборостроении, для выращивания кристаллов в составе лазерной техники. Применение самого тяжелого металла позволило осуществлять лазерную коррекцию зрения, дробление камней в почках и другие медицинские процедуры.
Хотя Iridium лишен токсичности и не опасен для биологических организмов, в природной среде можно встретиться его опасным изотопом – гексафторидом. Вдыхание паров ядовитого вещества ведет к мгновенному удушью и смерти.
Места природного залегания
Залежи самого плотного металла Iridium в мире природы ничтожно малы, их намного меньше, чем запасов платины. Предположительно самое тяжелое вещество сместилось к ядру планеты, поэтому объемы промышленной добычи элемента невелики (около трех тонн в год). Изделия из сплавов с иридием могут прослужить до 200 лет, драгоценности станут более долговечными.
Самородков самого тяжелого металла с неприятным запахом Osmium в природе не найти. В составе минералов можно обнаружить следы осмистого иридия вместе с платиной и палладием, рутением. Залежи осмистого иридия разведаны на территории Сибири (Россия), некоторых штатов Америки (Аляска и Калифорния), в Австралии и Южной Африке.
Если обнаружены залежи платины, удастся выделить осмий с иридием для укрепления и усиления физических либо химических соединений различных изделий.
О какой физической характеристике пойдет речь?
Плотность представляет собой величину, которая характеризует количество вещества, находящегося в известном объеме. Согласно этому определению, ее можно математически вычислить так:
Вам будет интересно: Свинья в апельсинах, или что значит это выражение?
Обозначают эту величину греческой буквой ρ (ро).
Плотность является универсальной характеристикой, поскольку по ней можно сравнивать разные материалы. Этот факт можно использовать для их идентификации, что и сделал греческий философ Архимед, согласно легенде (он смог установить подделку золотой короны, измерив величину ρ для нее).
Этот параметр для конкретного материала зависит от двух основных факторов:
Плотность металлов
Это самая многочисленная группа периодической таблицы Менделеева. Металлом является любое вещество, которое обладает высокой тепло- и электропроводностью, характерным блеском поверхности при ее полировке, способностью к пластической деформации.
Такой химический элемент обладает низкой электроотрицательностью в сравнении с такими веществами, как азот, кислород и углерод. Этот факт приводит к тому, что в объемных структурах атомы металла образуют друг с другом металлическую связь. Она представляет собой электрическое взаимодействие между положительно заряженными ионными основаниями и отрицательным электронным газом.
Атомы металлов в пространстве располагаются в виде упорядоченной структуры, которая называется кристаллической решеткой. Существует всего три их типа:
Как находят величину?
Экспериментальные методы бывают следующего вида:
Плотность редкого металла осмия
Он содержится в незначительных количествах на нашей планете. Чаще всего его встречают в виде сплавов с иридием и платиной, а также в форме оксидов. Осмий обладает ГПУ решеткой с параметрами a = 2,7343 и c = 4,32 ангстрема. Масса одного атома составляет в среднем m = 190,23 а.е.м.
Приведенных выше цифр достаточно, чтобы определить величину ρ. Для этого следует воспользоваться исходной формулой для плотности и учесть, что одна гексагональная призма содержит шесть атомов. В результате мы приходим к рабочей формуле:
Подставляя записанные выше цифры и учитывая их размерности, приходим к результату: ρ = 22 579 кг/м3.
Таким образом, плотность редкого металла равна 22,58 г/см3, что равняется измеренному экспериментально табличному значению.
10 самых плотных материалов и объектов во Вселенной
Содержание:
Во Вселенной идеального «вакуума» не существует. Даже в пространстве, разделяющем галактики, есть частицы, а также такие странные вещи, как антивещество и темная энергия. Поэтому абсолютно все уголки Космоса имеют определенную плотность.
От воды, которую мы пьем, до ядра нейтронной звезды, все имеет плотность, которая колеблется от невероятно малых значений (в космическом вакууме) до чрезвычайно больших значений, которые находятся за пределами нашего понимания.
Есть вещи настолько плотные, что заставляют нас осознать, насколько удивительна (и в то же время пугает) Вселенная. И это то, что бы вы подумали, если бы мы сказали вам, что столовая ложка данной звезды будет весить столько же, сколько все автомобили, когда-либо созданные человечеством.? Все это весит размером со столовую ложку сахара.
Это то, на чем мы сосредоточимся сегодня: на путешествии по Вселенной в поисках материалов и объектов с самой высокой плотностью. Вы откроете для себя действительно невероятные вещи.
Но что такое плотность?
Любой объект, состоящий из материи (другими словами, все, что мы видим), имеет определенную плотность, то есть значение плотности, которое рождается в зависимости от того, сколько этот объект весит на единицу объема. И чтобы понять это, давайте рассмотрим пример.
Поэтому обратимся к его объему. При этом мы видим, что первый имеет объем 1 кубический метр (это наиболее часто используемая единица для расчета плотности), а второй имеет объем 0,1 кубического метра.
Когда у нас есть масса и объем, мы должны найти плотность. Это достигается делением массы на объем. Таким образом, первый (при массе 7000 кг и объёме 1 м3) имеет плотность 7000 кг / м3, то есть каждый кубический метр породы весит 7000 кг. Если бы у нас было 2 кубических метра этой породы, она бы весила 14 000 кг.
Это примерно плотность. Y если мы можем сделать это с камнями, мы можем сделать это с любым материалом или объектом во Вселенной. И именно эти исследования позволили нам открыть невероятные вещи о нашем Космосе.
Какие объекты в Космосе имеют самую высокую плотность?
Поняв понятие плотности, которое, как мы уже сказали, можно определить как «сколько объект весит на единицу объема», мы можем перейти к представлению самых плотных тел и объектов во Вселенной.
Мы собираемся представить их плотность в килограммах (кг) на кубический метр, что является одним из наиболее часто используемых измерений. И чтобы получить представление о ценностях, с которыми мы будем работать, всегда нужно помнить, что вода имеет плотность 997 кг / м3.. Взяв это за образец, мы увидим астрономические цифры, с которыми мы будем работать.
10. Иридий: 22 560 кг / м3
9. Осмий: 22 570 кг / м3.
Продолжаем осмием, самый плотный природный элемент во Вселенной. И мы это естественно подчеркиваем. При плотности 22 570 кг / м3 это химический элемент с самой высокой плотностью. Это металл, который используется в некоторых сплавах с платиной.
8. Хассио: 40 700 кг / м3
7. Ядро Солнца: 150 000 кг / м3
Мы сосредотачиваемся на Солнце, чтобы иметь ссылку, но это может быть применено к большинству звезд, похожих на него, поскольку они имеют одинаковую плотность, ниже или выше. Как правило, это плотность в ядре звезды. Он примерно в четыре раза плотнее калия. Но с этого момента все начинает выглядеть как что-то из фантастического фильма.
И хотя это очень высокое значение из-за невероятного давления, которое существует внутри него, в конце концов, Солнце состоит из атомы водорода, буквально наименее плотный элемент во Вселенной, уплотненный в виде плазмы. Когда мы начнем видеть звезды, состоящие из субатомных частиц, и то, что происходит внутри черной дыры, все изменится.
6. Белый карлик: 10 000 000 000 кг / м3.
5. Нейтронная звезда: 10 ^ 17 кг / м3.
4. Плазма кварков: 10 ^ 19 кг / м3.
Мы продолжаем невероятные вещи. И пока они настолько удивительны, что их присутствие, естественно, не наблюдалось. Давайте начнем этот новый этап с так называемой «кварковой плазмы». Считается, что это состояние материи таким, каким была Вселенная. всего через несколько миллисекунд после Большого взрыва.
Все, что должно было дать начало Космосу, содержалось в этой удивительно плотной плазме. Его возможное существование у истоков Вселенной было продемонстрировано, когда в 2011 году ученые из Большому адронному коллайдеру удалось создать вещество это заставляет атомы свинца сталкиваться (простите за избыточность) друг с другом со скоростью (почти) скорости света.
3. Преонная звезда: 10 ^ 23 кг / м3
Мы вошли в тройку лидеров с объектами, чьи существование не подтверждено, потому что все основано на предположениях и теориях физики. Следовательно, на данный момент упомянутая выше кварковая плазма является самым плотным веществом во Вселенной.
2. Планковская частица: 10 ^ 96 кг / м3.
1. Черная дыра: бесконечная плотность
10 центральноамериканских рассказов и их авторы
Плотность вещества
Масса
Начнем с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.
В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.
Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.
Второй закон Ньютона
F = ma
В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.
Закон Всемирного тяготения
F = GMm/R2
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне🙃
Откуда берется масса
Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Доказано, что у электрона, например, масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.
Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не существовало бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.
Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.
Бозон Хиггса невозможно представить. Это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.
Объем тела
Объем — это физическая величина, которая показывает, сколько пространства занимает тело. Это важный навык — уметь объемы соотносить. Например, чтобы посчитать, сколько пластиковых шариков помещается в гигантский бассейн.
Например, чтобы рассчитать объем прямоугольного параллелепипеда, нам нужно перемножить три его параметра.
Формула объема параллелепипеда
V = a*b*c
А для цилиндра будет справедлива такая формула:
