Gondolkozott már azon, melyik elem a legmagasabb? sűrűség vagy tömeg / térfogat egység? Noha az ozmiumot általában a legnagyobb sűrűségű elemként említik, a válasz nem mindig igaz. Itt található a sűrűség magyarázata és az érték meghatározásának módja.
Sűrűség tömeg / egység térfogat. Kísérletileg mérhető vagy megjósolható az anyag tulajdonságai és az, hogy bizonyos körülmények között hogyan viselkedik. Mint kiderült, a két elem bármelyike tekinthető a legnagyobb sűrűségű elem: ozmium vagy irídium. Az ozmium és az iridium is nagyon sűrű fémek, mindegyikük körülbelül kétszer annyi, mint az ólom. Nál nél szobahőmérséklet és nyomás, az ozmium számított sűrűsége 22,61 g / cm3 és az irídium számított sűrűsége 22,65 g / cm3. Az ozmium kísérletileg mért értéke (röntgenkristályosítással) 22,59 g / cm3, míg az iridiumé csak 22,56 g / cm3. Általában az ozmium a legszorosabb elem.
Az elem sűrűsége azonban sok tényezőtől függ. Ezek magukban foglalják az elem allotrópját (formáját), a nyomást és a hőmérsékletet, tehát a sűrűségnek egyetlen értéke nincs. Például a földön lévő hidrogéngáz sűrűsége nagyon alacsony, ugyanakkor a Nap ugyanazon elemének sűrűsége meghaladja a földön található ozmium vagy irídium sűrűségét. Ha mind az ozmium, mind az irídium sűrűségét rendes körülmények között mérik, akkor az ozmium veszi a díjat. Mégis, az kissé eltérő körülmények miatt az irídium előfordulhat.
Szobahőmérsékleten és 2,98 GPa feletti nyomásnál az irídium sűrűbb, mint az ozmium, sűrűsége 22,75 gramm / cm3.
Miért sűrűbb az Osmium, ha léteznek nehezebb elemek?
Ha feltételezzük, hogy az ozmium a legnagyobb sűrűségű, akkor kíváncsi lehet, hogy a magasabb atomi számú elemek miért nem sűrűbbek. Végül is, minden atom súlya nagyobb. De a sűrűség tömeg egységnyi térfogatra. Az ozmium (és irídium) atomi sugara nagyon kicsi, tehát a tömeg kis térfogatban van csomagolva. Ennek oka az az f elektronpályák az n = 5 és n = 6 pályánál összehúzódnak, mivel a bennük lévő elektronok nincsenek jól árnyékolva a pozitív töltésű mag vonzó erejétől. Ezenkívül a magas atomszámú ozmium a relativista hatásokat játssza. Az elektronok olyan gyorsan keringnek az atommagon, aminek látszólagos tömege növekszik, és az s keringési sugara csökken.
Zavaros? Dióhéjban az ozmium és az irídium sűrűbbek, mint az ólom és az egyéb, magasabb atomszámú elemek, mivel ezek a fémek nagy atomszámot és atomsugár.
Egyéb, nagy sűrűségű anyagok
A bazalt a legmagasabb sűrűségű kőzet. 3 gramm / köbcentiméter átlagos értéke mellett ez még nem közel áll a fémekhez, de még mindig nehéz. Összetételétől függően a diorit szintén versenytársnak tekinthető.
A Földön a legsűrűbb folyadék a folyékony elem higany, amelynek sűrűsége 13,5 gramm / cm3.