โลหะหนักที่สุดคืออะไร?

อ้างอิงถึง“โลหะหนัก” เป็นเรื่องธรรมดาเมื่อพูดถึงการขุดอุตสาหกรรมบางแห่งและเนื้อหาของดาวเคราะห์น้อยบางตัว แต่โลหะที่หนักที่สุดคืออะไรและอาจบันทึกได้ในอนาคต?

หนักคืออะไร?

คุณอาจไม่คิดว่ามีความคลุมเครือในคำถามห้าคำเช่น“ โลหะที่หนักที่สุดคืออะไร” แต่คุณจะผิด สำหรับสิ่งหนึ่งที่โลหะใด ๆ อาจหนักที่สุดถ้าคุณมีเพียงพอ หากคุณทำภูเขาแยกต่างหากออกจากโลหะทุกแห่งบนโลกภูเขาเหล็กจะหนักที่สุดเพราะเรามีมันมากมาย - มันทำให้ส่วนใหญ่ของหลักของโลกหลังจากทั้งหมด

อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่สิ่งที่คนส่วนใหญ่หมายถึง สิ่งที่ทำให้องค์ประกอบหนักในการสนทนาทั่วไปคือน้ำหนักของอะตอม - จำนวนนิวเคลียส (โปรตอนและนิวตรอน) ที่จำเป็นในการทำให้มัน - หรือความหนาแน่นของมัน ทั้งสองมีความสัมพันธ์และมีแนวโน้มที่จะอยู่ด้วยกัน แต่พวกเขาไม่สัมพันธ์กันอย่างสมบูรณ์แบบ องค์ประกอบบางอย่างที่มีนิวเคลียสน้อยกว่ามีเปลือกอิเล็กตรอนที่ทำให้พวกเขาสามารถบรรจุได้อย่างแน่นหนามากขึ้นดังนั้นจึงมีความหนาแน่นสูงกว่าองค์ประกอบที่อุดมด้วยนิวเคลียสมากกว่า

เราจะดูมาตรการทั้งสองด้านล่าง

โลหะคืออะไร?

คำถามที่ยุ่งยากคือ“ โลหะคืออะไร” เนื่องจากคำตอบนั้นขึ้นอยู่กับว่าคุณมาจากสาขาวิทยาศาสตร์อะไร

สำหรับนักดาราศาสตร์องค์ประกอบทั้งหมดนอกเหนือจากไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นโลหะ เมื่อ 98 เปอร์เซ็นต์ของมวลของดวงดาวส่วนใหญ่ทำจากเพียงสององค์ประกอบผู้คนอาจได้รับการอภัยเพราะคนอื่น ๆ ทั้งหมดเข้าด้วยกัน

นักฟิสิกส์ที่มีความกังวลทางโลกมากขึ้นมีคำจำกัดความที่ จำกัด มากขึ้น Sir Nevill Mott กำหนดโลหะเป็นสารใด ๆ ที่ดำเนินการไฟฟ้าที่อุณหภูมิZero สัมบูรณ์(−273.15 ° C / −459.67 ° F) มอตต์มีรางวัลโนเบลสำหรับการศึกษาโลหะและเราไม่ทำดังนั้นเราจะไม่เถียงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากนักฟิสิกส์คนอื่น ๆ ได้นำนิยามของเขามาใช้

อย่างไรก็ตามองค์ประกอบบางอย่างที่โดยทั่วไปถือว่าเป็นพฤติกรรมที่ไม่ใช่โลหะภายใต้แรงดันสูงแม้ในอุณหภูมิที่ยุติธรรมเหนือศูนย์สัมบูรณ์ คุณสมบัติของจูปิเตอร์อธิบายได้ดีที่สุดเช่นทะเลของการดำเนินการไฮโดรเจนรอบแกนกลางของมัน

นักเคมีวาดสิ่งที่ดูเหมือนชุดของบันไดข้ามตารางธาตุโดยมีโลหะด้านซ้ายและไม่ใช่โลหะทางด้านขวา บางกรณีที่คลุมเครือได้รับการยอมรับ - สารหนูและเทลลูเรียมในหมู่คนอื่น ๆ คือ "metalloids" - พิสูจน์อีกครั้งว่าธรรมชาติไม่ค่อยเป็นไบนารีในขณะที่เราแกล้งทำเป็น

ที่ iflscience เรารักทั้งหมดวิทยาศาสตร์ดังนั้นเราจะเคารพแต่ละสาขาในคำตอบของเรา

นิวเคลียสที่หนักที่สุด

องค์ประกอบที่มีนิวเคลียสที่หนักที่สุดที่เรารู้นั้นค่อนข้างน่าดึงดูดOganessonมี 118 โปรตอนและ 294 นิวเคลียสในไอโซโทปเดียวที่เราทำ ในขณะเดียวกันการมีเพศสัมพันธ์มีอยู่ในสองไอโซโทปซึ่งหนึ่งในนั้นมีนิวเคลียส 294 ตัว แต่อีก 293 นิวเคลียสมี 293 ดังนั้นถ้าคุณมีตัวอย่างผสมไอโซโทปทั้งหมด Ogannesson จะเป็นโลหะที่หนักที่สุดเพราะไอโซโทปที่เบากว่าจะลากค่าเฉลี่ยของ Tennessine ลง

เนื่องจากตามที่นักดาราศาสตร์เหล่านี้เป็นโลหะมากทั้งคู่ Oganesson อาจชนะ แต่คุณสามารถเรียกได้ว่าเป็นภาพวาดถ้าคุณต้องการ

อย่างไรก็ตามสำหรับนักเคมี Tennessine เป็นโลหะในขณะที่ Ogannesson อาจไม่ใช่ เราไม่รู้จริง ๆ เพราะทั้งคู่มีครึ่งชีวิตของเสี้ยววินาทีดังนั้นเราจึงไม่สามารถวัดคุณสมบัติของพวกเขาได้ แต่โดยการคาดการณ์เส้นแบ่งระหว่างโลหะและโลหะที่ไม่ใช่โลหะมักจะแยกทั้งสองทำให้ Tennessine เป็นโลหะที่หนักที่สุด ท้ายที่สุด Ogannesson เป็นส่วนหนึ่งของไฟล์ก๊าซขุนนางคอลัมน์บนโต๊ะซึ่งสมาชิกมีคุณสมบัติที่ไม่ได้เป็นโลหะมาก

ตามคำนิยามของนักฟิสิกส์คำถามนั้นช่างยากขึ้น ไม่มีองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดของนิวเคลียสนานพอที่จะทดสอบการนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องพักอยู่คนเดียวใกล้กับศูนย์แน่นอนดังนั้นใครจะรู้จริง ๆ ? (โปรดติดต่อเราหากคุณทำจริง)

โลหะที่หนาแน่นที่สุดคืออะไร?

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นองค์ประกอบบางอย่างดึงอิเล็กตรอนของพวกเขาอย่างแน่นหนารอบตัวพวกเขาเพื่อให้คุณสามารถบรรจุอะตอมของพวกเขาอย่างใกล้ชิดว่าตัวอย่างของพวกเขาสามารถหนักกว่าหนึ่งในขนาดเท่ากันขององค์ประกอบต่อไปตามตาราง

ปัญหาที่นี่คือสำหรับองค์ประกอบหลายอย่างเราไม่ทราบความหนาแน่นของพวกเขาเพราะอีกครั้งเราได้ผลิตเพียงเล็กน้อยของพวกเขาและพวกเขาไม่นาน

ความคล้ายคลึงกันอย่างชัดเจนระหว่างโครงสร้างผลึกขององค์ประกอบสังเคราะห์บางอย่างและองค์ประกอบขององค์ประกอบที่อยู่เหนือพวกเขาบนตารางธาตุได้นำไปสู่ประมาณความหนาแน่นของพวกเขา-

จากนี้ Hassium และ Meitnerium แต่ละคนมีความหนาแน่น 27-29 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (นั่นคือ 27-29 เท่าของน้ำปริมาณเท่ากัน) องค์ประกอบที่มีตัวเลขอะตอมที่ใหญ่กว่านั้นคาดว่าจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าในบางกรณีอย่างมาก อีกครั้งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบทั้งสองวิทยาศาสตร์ทั้งหมดเห็นด้วยเป็นโลหะดังนั้นคำตอบจึงลงไปที่หนึ่งในนั้น

ในบรรดาองค์ประกอบที่เราวัดได้จริงแหล่งที่มาแตกต่างกันไป Iridium และ Osmium (ซึ่งไม่ได้นั่งอยู่เหนือ Hassium และ Meitnerium โดยบังเอิญบนตารางธาตุ) เป็นสองอันดับแรกที่เห็นได้ชัดว่าทั้งสองประมาณ 22.6 g/cm³ที่อุณหภูมิห้อง แต่การวัดจะแตกต่างกันมากพอที่ทศนิยมที่สองซึ่งดูเหมือนว่าจะไม่มั่นคง อย่างไรก็ตามเป็นที่ชัดเจนว่าในมาตรการนี้สิ่งเหล่านี้เป็นสองอันดับแรกและพวกเขาก็ทั้งคู่เป็นโลหะอย่างแน่นอน

อีกมากที่จะมา

ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่เรารู้ อย่างไรก็ตามตารางธาตุได้ขยายตัวตั้งแต่สร้างขึ้นครั้งแรก เราได้สังเคราะห์องค์ประกอบมากกว่า 20 องค์ประกอบที่ไม่พบในธรรมชาติมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 และยังไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่าเรายังทำเสร็จแล้ว

มีหลักฐานว่า“เกาะแห่งความมั่นคง” ในกรณีที่องค์ประกอบที่หนักกว่ามากจะสามารถอยู่รอดได้ด้วยครึ่งชีวิตที่ยาวขึ้นองค์ประกอบทั้งหมดจะเป็นโลหะสำหรับนักดาราศาสตร์และเกือบจะแน่นอนจะได้พบกับการทดสอบสำหรับนักเคมีและนักฟิสิกส์เช่นกัน