Vad är det täta elementet i det periodiska systemet?

Har du någonsin undrat vilket element som har den högsta densiteten eller massan per enhetsvolym? Även om osmium generellt nämns som elementet med den högsta densiteten, är svaret inte alltid sant. Här är en förklaring av densitet och hur värdet bestäms.

Densitet är massan per volym per enhet. Det kan mätas experimentellt eller förutsägas utifrån materiens egenskaper och hur det beter sig under vissa förhållanden. Som det visar sig kan något av två element betraktas som det element med den högsta densiteten: osmium eller iridium. Både osmium och iridium är mycket täta metaller, som alla väger ungefär dubbelt så mycket som bly. Vid rumstemperatur och tryck är den beräknade densiteten för osmium 22,61 g / cm³ och den beräknade densiteten för iridium är 22,65 g / cm³. Det experimentellt uppmätta värdet (med användning av röntgenkristallografi) för osmium är 22,59 g / cm³, medan iridium är endast 22,56 g / cm³. Normalt är osmium det tätaste elementet.

Emellertid beror elementets densitet på många faktorer. Dessa inkluderar elementet (form) av elementet, trycket och temperaturen, så det finns inte ett enda värde för densitet. Till exempel har vätgas på jorden en mycket låg densitet, men samma element i solen har dock en densitet som överträffar antingen osmium eller iridium på jorden. Om både osmium och iridiumdensitet mäts under vanliga förhållanden, tar osmium priset. Ändå kan lite olika förhållanden göra att iridium kommer framåt.

Vid rumstemperatur och ett tryck över 2,98 GPa är iridium tätare än osmium, med en densitet av 22,75 gram per kubikcentimeter.

Varför Osmium är tätast när tyngre element finns

Antagande att osmium har den högsta densiteten, du kanske undrar varför element med högre atomantal inte är tätare. När allt väger varje atom mer. Men densitet är massa per volym per enhet. Osmium (och iridium) har en mycket liten atomradie, så massan packas i en liten volym. Anledningen till att detta händer är att f-elektronbana samlas i n = 5 och n = 6 orbital, eftersom elektronerna i dem inte är väl skyddade från den attraktiva kraften i den positivt laddade kärnan. Det höga atomantalet osmium ger också relativistiska effekter i spel. Elektronerna kretsar om atomkärnan så snabbt att deras uppenbara massa ökar och s orbitalradie minskar.

Förvirrad? I ett nötskal är osmium och iridium tätare än bly och andra element med högre atomantal eftersom dessa metaller kombinerar ett stort atomnummer med en liten atomradie.

Andra material med hög densitet

Basalt är den typ av sten med den högsta tätheten. Med ett medelvärde på cirka 3 gram per kubikcentimeter är det inte ens nära metallen, men det är fortfarande tungt. Beroende på dess sammansättning kan diorit också betraktas som en utmanare.

Den tätaste vätskan på jorden är det flytande elementet kvicksilver, som har en densitet på 13,5 gram per kubikcentimeter.