Plemeniti metali stoljećima su zaokupili umove ljudi koji su spremni platiti ogromne svote za proizvode od njih, ali se metal ne koristi u proizvodnji nakita. Osmij je najteža tvar na Zemlji, koja se svrstava u plemenite metale rijetkih zemalja. Zbog svoje velike gustoće, ova tvar ima veliku težinu. Je li osmij najteža tvar (među poznatima) ne samo na planeti Zemlji, već iu svemiru?

Ova tvar je sjajni plavo-sivi metal. Unatoč činjenici da je predstavnik obitelji plemenitih metala, nije moguće izraditi nakit od njega, jer je vrlo tvrd, au isto vrijeme i krhak. Zbog ovih svojstava, osmij je teško strojno obraditi, a tome moramo dodati i njegovu značajnu težinu. Ako izvagate kocku od osmija (duljine stranice 8 cm) i usporedite je s težinom kante od 10 litara napunjene vodom, prva će biti 1,5 kg teža od druge.

Najteža tvar na Zemlji otkrivena je početkom 18. stoljeća, zahvaljujući kemijskim eksperimentima s rudačom platine otapanjem potonje u aqua regia (mješavina dušične i klorovodične kiseline). Budući da se osmij ne otapa u kiselinama i lužinama, tali se na temperaturi malo višoj od 3000°C, vrije na 5012°C, a ne mijenja strukturu pri tlaku od 770 GPa, s pouzdanjem se može smatrati najjačom tvari na Zemlji. .

Naslage osmija ne postoje u prirodi u čistom obliku; obično se nalaze u spojevima s drugim kemikalijama. Njegov sadržaj u zemljinoj kori je zanemariv, a ekstrakcija je radno intenzivna. Ovi faktori imaju ogroman utjecaj na cijenu osmija; njegova cijena je nevjerojatna, jer je mnogo skuplji od zlata.

Zbog svoje visoke cijene, ova tvar se ne koristi široko u industrijske svrhe, već samo u slučajevima kada je njezina uporaba određena maksimalnom koristi. Zahvaljujući kombinaciji osmija s drugim metalima, povećava se otpornost na habanje potonjih, njihova trajnost i otpornost na mehanička naprezanja (trenje i korozija metala). Takve se legure koriste u raketnoj, vojnoj i zrakoplovnoj industriji. Legura osmija i platine koristi se u medicini za izradu kirurški instrumenti i implantata. Njegova uporaba opravdana je u proizvodnji visokoosjetljivih instrumenata, satova i kompasa.

Zanimljiva je činjenica da znanstvenici pronalaze osmij zajedno s drugim plemenitim metalima u kemijskom sastavu željezni meteoriti, pao na zemlju. Znači li to da je ovaj element najteža tvar na Zemlji iu svemiru?

Ovo je teško reći. Stvar je u tome da uvjeti svemir vrlo različite od onih na Zemlji, gravitacijska sila između objekata je vrlo jaka, što zauzvrat dovodi do značajnog povećanja gustoće nekih svemirskih tijela. Jedan primjer su zvijezde koje se sastoje od neutrona. Prema zemaljskim standardima, to je ogromna težina u jednom kubnom milimetru. A to su samo zrnca znanja koja čovječanstvo posjeduje.

Najskuplja i najteža tvar na zemlji je osmij-187; samo ga Kazahstan prodaje na svjetskom tržištu, ali ovaj izotop još nije korišten u industriji.

Ekstrakcija osmija je vrlo naporan proces, a za njegovo dobivanje u konzumnom obliku potrebno je najmanje devet mjeseci. S tim u vezi, godišnja proizvodnja osmija u svijetu je samo oko 600 kg (to je vrlo malo u usporedbi s proizvodnjom zlata, koja se računa u tisućama tona godišnje).

Naziv najjače tvari, "osmij", prevodi se kao "miris", ali sam metal ne miriše ni na što, već se miris pojavljuje tijekom oksidacije osmija i prilično je neugodan.

Dakle, po težini i gustoći na Zemlji nema ravnog osmiju, ovaj metal se također opisuje kao najrjeđi, najskuplji, najizdržljiviji, najsjajniji, a stručnjaci kažu i da osmijev oksid ima vrlo jaku toksičnost.

Čovjek je oduvijek nastojao pronaći materijale koji ne ostavljaju nikakve šanse svojim konkurentima. Od davnina znanstvenici traže najtvrđe materijale na svijetu, najlakše i najteže. Žeđ za otkrićem dovela je do otkrića idealni plin i savršeno crno tijelo. Predstavljamo vam najčudesnije tvari na svijetu.

1. Najcrnja tvar

Najcrnja tvar na svijetu zove se Vantablack i sastoji se od kombinacije ugljikove nanocijevi(vidi ugljik i njegove alotropske modifikacije). Jednostavno rečeno, materijal se sastoji od bezbrojnih “dlačica”, kada se jednom uhvati u njih, svjetlost se odbija od jedne cijevi do druge. Dakle, apsorbira se oko 99,965%. svjetlosni tok i samo se mali dio reflektira natrag.
Otkriće Vantablacka otvara široke izglede za korištenje ovog materijala u astronomiji, elektronici i optici.

2. Najzapaljivija tvar

Klor trifluorid je najzapaljivija tvar ikada poznat čovječanstvu. Jak je oksidans i reagira s gotovo svim kemijskim elementima. Klor trifluorid može spaliti beton i lako zapaliti staklo! Primjena klor trifluorida praktički je nemoguća zbog njegove fenomenalne zapaljivosti i nemogućnosti sigurne uporabe.

3. Najotrovnija tvar

Najjači otrov je botulinum toksin. Poznajemo ga pod imenom Botox, kako ga zovu u kozmetologiji, gdje je i našao svoju glavnu primjenu. Botulinum toksin je Kemijska tvar, koju izlučuje bakterija Clostridium botulinum. Osim što je botulinum toksin najotrovnija tvar, ima ga i najveća Molekularna težina među proteinima. O fenomenalnoj toksičnosti tvari svjedoči podatak da je samo 0,00002 mg min/l botulinum toksina dovoljno da zahvaćeno područje bude smrtonosno za čovjeka pola dana.

4. Najtoplija tvar

To je takozvana kvark-gluonska plazma. Tvar je nastala sudaranjem atoma zlata pri brzini bliskoj svjetlosti. Kvark-gluonska plazma ima temperaturu od 4 trilijuna Celzijevih stupnjeva. Za usporedbu, ova brojka je 250.000 puta veća od temperature Sunca! Nažalost, životni vijek materije ograničen je na bilijunti dio jedne trilijunti dio sekunde.

5. Najžešća kiselina

U ovoj nominaciji, fluorid-antimonova kiselina H postaje šampion 2×10 16 (dvjesto kvintilijuna) puta kaustičnija od. sumporne kiseline. Ovo je vrlo djelatna tvar, koji može eksplodirati ako se doda mala količina vode. Pare ove kiseline su smrtonosno otrovne.

6. Najeksplozivnija tvar

Najeksplozivnija tvar je heptanitrokuban. Vrlo je skup i koristi se samo za znanstveno istraživanje. Ali nešto manje eksplozivni oktogen uspješno se koristi u vojnim poslovima iu geologiji pri bušenju bušotina.

7. Najradioaktivnija tvar

Polonij-210 je izotop polonija koji ne postoji u prirodi, već ga proizvodi čovjek. Koristi se za stvaranje minijaturnih, ali u isto vrijeme, vrlo moćni izvori energije. Ima vrlo kratko vrijeme poluraspada i stoga može izazvati tešku radijacijsku bolest.

8. Najteža tvar

Ovo je, naravno, fullerite. Njegova tvrdoća je gotovo 2 puta veća od tvrdoće prirodnih dijamanata. Više o fulleritu možete pročitati u našem članku Najtvrđi materijali na svijetu.

9. Najjači magnet

Najjači magnet na svijetu napravljen je od željeza i dušika. Trenutno detalji o ovoj tvari nisu dostupni široj javnosti, no već je poznato da je novi super-magnet 18% snažniji od trenutno najjačeg magneta koji se koristi - neodimija. Neodimijski magneti izrađeni su od neodimija, željeza i bora.

10. Najtečnija tvar

Superfluidni helij II nema gotovo nikakvu viskoznost na temperaturama blizu apsolutne nule. Ovo svojstvo je zbog svoje jedinstveno svojstvo iscuriti i izliti iz posude od bilo kojeg čvrstog materijala. Helij II ima izglede za korištenje kao idealan toplinski vodič u kojem se toplina ne rasipa.

Najskuplji metal na svijetu i najgušća tvar na planeti

Objavljeno 01.02.2012. (vrijedi do 01.02.2013.)

U prirodi postoji mnogo različitih metala i dragog kamenja, čija je cijena vrlo visoka za većinu stanovnika planeta. Ljudi manje-više imaju pojma o dragom kamenju, koje je najskuplje, koje se najviše cijeni. Ali, tako stoje stvari s metalima; većina ljudi, osim zlata i platine, više ne poznaje skupe metale. Koji je najskuplji metal na svijetu? Ljudska znatiželja nema granica, oni traže odgovore na najzanimljivija pitanja. Saznati cijenu najskupljeg metala na planeti nije problem, jer to nije tajna informacija.

Najvjerojatnije je ovo prvi put da ste čuli ovo ime - izotop osmija 1870-ih. Ovaj kemijski element je najskuplji metal na svijetu. Možda ste vidjeli ime ovoga kemijski element u periodnom sustavu na broju 76. Izotop Osmij je najviše gusta tvar na planetu. Gustoća mu je 22,61 g/cm3. Pod normalnim standardnim uvjetima, osmij je srebrnaste boje i oštrog mirisa. Ovaj metal pripada skupini platinskih metala. Ovaj se metal koristi u proizvodnji nuklearnog oružja, farmaceutskih proizvoda, zrakoplovstva, a ponekad i u nakitu.

Ali sad glavno pitanje– koliko košta najskuplji metal na svijetu? Sada je njegova cijena na crnom tržištu 200.000 dolara po gramu. Budući da je dobivanje izotopa iz 1870-ih vrlo težak zadatak, malo će se ljudi prihvatiti ovog zadatka. Prethodno, 2004. godine, Kazahstan je službeno ponudio jedan gram čistog izotopa osmija za 10.000 dolara. Kazahstan je u jednom trenutku postao prvi stručnjak za skupi metal; nijedna druga zemlja nije ponudila ovaj metal na prodaju.

Osmij je otkrio engleski kemičar Smithson Tennant 1804. godine. Osmij se dobiva iz obogaćenih sirovina platinastih metala kalciniranjem ovog koncentrata na zraku na temperaturama od 800-900 stupnjeva Celzijusa. I znanstvenici još uvijek dodaju periodni sustav, dobivajući elemente s nevjerojatnim svojstvima.

Mnogi će reći da postoji još skuplji metal - California 252. Cijena California 252 je 6.500.000 dolara za 1 gram. Ali vrijedi uzeti u obzir činjenicu da je svjetska ponuda ovog metala samo nekoliko grama. Budući da se proizvodi samo u dva reaktora u Rusiji i SAD-u, 20-40 mikrograma godišnje. Ali njegova su svojstva vrlo impresivna: 1 µg kalifornija proizvodi više od 2 milijuna neutrona u sekundi. Zadnjih godina ovaj se metal koristi u medicini kao točkasti izvor neutrona za lokalno liječenje malignih tumora.

Svijet oko nas još uvijek je prepun mnogih misterija, ali čak i onih koje su odavno poznate znanstvenici fenomena a tvari ne prestaju zadivljivati ​​i oduševljavati. Divimo se jarkim bojama, uživamo u okusima i koristimo svojstva svih vrsta tvari koje čine naš život ugodnijim, sigurnijim i ugodnijim. U potrazi za najpouzdanijim i najjačim materijalima, čovjek je došao do mnogih uzbudljivih otkrića, a ovdje je izbor od samo 25 takvih jedinstvenih spojeva!

25. Dijamanti

Ako ne svi, onda gotovo svi to sigurno znaju. Dijamanti nisu samo jedan od najcjenjenijih dragulja, već i jedan od najtvrđih minerala na Zemlji. Na Mohsovoj ljestvici (ljestvica tvrdoće koja procjenjuje reakciju minerala na grebanje), dijamant je naveden u retku 10. Na ljestvici je ukupno 10 pozicija, a 10. je posljednji i najteži stupanj. Dijamanti su toliko tvrdi da se mogu izgrebati samo drugim dijamantima.

24. Mreže za hvatanje pauka vrste Caerostris darwini


Fotografija: pixabay

Teško je povjerovati, ali mreža pauka Caerostris darwini (ili Darwinovog pauka) jača je od čelika i tvrđa od kevlara. Ovaj web je prepoznat kao najteži biološki materijal u svijetu, iako sada već ima potencijalnog konkurenta, ali podaci još nisu potvrđeni. Paukova vlakna testirana su na takve karakteristike kao što su prekidna sila, udarna čvrstoća, vlačna čvrstoća i Youngov modul (svojstvo materijala da se odupre rastezanju i kompresiji tijekom elastične deformacije), a za sve ove pokazatelje paukova mreža pokazala se najnevjerojatnijim. put. Osim toga, Darwinova paukova mreža nevjerojatno je lagana. Na primjer, ako naš planet omotamo vlaknima Caerostris darwini, težina tako dugačke niti bit će samo 500 grama. Tako dugačke mreže ne postoje, ali teorijski izračuni su jednostavno nevjerojatni!

23. Aerografit


Fotografija: BrokenSphere

Ova sintetička pjena jedan je od najlakših vlaknastih materijala na svijetu, a sastoji se od mreže karbonskih cijevi promjera samo nekoliko mikrona. Aerografit je 75 puta lakši od pjene, ali u isto vrijeme puno čvršći i fleksibilniji. Može se komprimirati do 30 puta svoje izvorne veličine bez ikakvog oštećenja njegove iznimno elastične strukture. Zahvaljujući ovom svojstvu airgraphite pjena može izdržati opterećenja do 40.000 puta veća od vlastite težine.

22. Metalno staklo od paladija


Fotografija: pixabay

Tim znanstvenika s Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Berkeley Lab) razvio je nova vrsta metalno staklo, kombinirajući gotovo idealnu kombinaciju čvrstoće i duktilnosti. Razlog jedinstvenosti novog materijala leži u činjenici da svojom kemijskom strukturom uspješno skriva krhkost postojećih staklenih materijala te istovremeno održava visok prag izdržljivosti, što u konačnici značajno povećava čvrstoću na zamor ove sintetičke strukture.

21. Volframov karbid


Fotografija: pixabay

Volframov karbid je nevjerojatno tvrd materijal koji je vrlo otporan na habanje. Pod određenim uvjetima, ovaj se spoj smatra vrlo krhkim, ali pod velikim opterećenjem pokazuje jedinstvena plastična svojstva, koja se očituju u obliku kliznih traka. Zahvaljujući svim tim svojstvima, volfram karbid se koristi u proizvodnji vrhova za probijanje oklopa i razne opreme, uključujući sve vrste rezača, abrazivnih diskova, bušilica, rezača, svrdla i drugih alata za rezanje.

20. Silicijev karbid


Fotografija: Tiia Monto

Silicijev karbid je jedan od glavnih materijala koji se koristi za proizvodnju borbenih tenkova. Ovaj spoj je poznat po niskoj cijeni, izvanrednoj vatrostalnosti i visokoj tvrdoći, pa se stoga često koristi u proizvodnji opreme ili opreme koja mora odbijati metke, rezati ili brusiti druge izdržljive materijale. Silicijev karbid čini izvrsne abrazive, poluvodiče, pa čak i umetke za nakit koji imitiraju dijamante.

19. Kubični borov nitrid


Fotografija: wikimedia commons

Kubični borov nitrid je supertvrdi materijal, po tvrdoći sličan dijamantu, ali također ima niz karakterističnih prednosti - stabilnost na visoke temperature i otpornost na kemikalije. Kubični bor nitrid se ne otapa u željezu i niklu čak ni kada je izložen visokim temperaturama, dok dijamant pod istim uvjetima ulazi kemijske reakcije dovoljno brzo. To je zapravo korisno za njegovu upotrebu u industrijskim alatima za brušenje.

18. Polietilen ultra visoke molekularne težine (UHMWPE), marka Dyneema vlakana


Fotografija: Justsail

Polietilen visokog modula ima izuzetno visoku otpornost na trošenje, nizak koeficijent trenja i visoku otpornost na lom (pouzdanost na niskim temperaturama). Danas se smatra najjačom vlaknastom tvari na svijetu. Najčudesnija stvar kod ovog polietilena je to što je lakši od vode, a istovremeno može zaustaviti metke! Kabeli i užad izrađeni od Dyneema vlakana ne tonu u vodi, ne zahtijevaju podmazivanje i ne mijenjaju svojstva kada su mokri, što je vrlo važno za brodogradnju.

17. Legure titana


Foto: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Legure titana nevjerojatno su rastegljive i pokazuju nevjerojatnu čvrstoću kada se istegnu. Osim toga, imaju visoku toplinsku otpornost i otpornost na koroziju, što ih čini izuzetno korisnim u područjima kao što su proizvodnja zrakoplova, raketna industrija, brodogradnja, kemijsko, prehrambeno i transportno inženjerstvo.

16. Legura tekućeg metala


Fotografija: pixabay

Razvijen 2003. u Kaliforniji tehnički institut(California Institute of Technology), ovaj je materijal poznat po svojoj čvrstoći i izdržljivosti. Ime spoja asocira na nešto krto i tekuće, ali na sobnoj temperaturi je zapravo izuzetno tvrdo, otporno na habanje, otporno na koroziju i transformira se zagrijavanjem, poput termoplasta. Glavna područja dosadašnje primjene su proizvodnja satova, palica za golf i maski za mobitele (Vertu, iPhone).

15. Nanoceluloza


Fotografija: pixabay

Nanoceluloza je izolirana iz drvenih vlakana i nova je vrsta drvenog materijala koji je čak jači od čelika! Osim toga, nanoceluloza je i jeftinija. Inovacija ima veliki potencijal iu budućnosti bi mogla ozbiljno konkurirati staklenim i karbonskim vlaknima. Programeri vjeruju da će ovaj materijal uskoro biti vrlo tražen u proizvodnji vojnih oklopa, superfleksibilnih zaslona, ​​filtera, fleksibilnih baterija, upijajućih aerogelova i biogoriva.

14. Zubi puževa mljevenjaka


Fotografija: pixabay

Ranije smo vam već govorili o mreži za hvatanje Darwinovog pauka, koja je nekada bila prepoznata kao najjači biološki materijal na planetu. Međutim, nedavna studija pokazala je da je limpet najtrajnija biološka tvar poznata znanosti. Da, ovi zubi su jači od mreže Caerostris darwini. I to ne čudi, jer se sićušna morska stvorenja hrane algama koje rastu na površini oštrih stijena, a kako bi odvojile hranu od stijene, te se životinje moraju jako potruditi. Znanstvenici vjeruju da ćemo u budućnosti moći upotrijebiti primjer vlaknaste strukture zuba morskih pljeskavica u inženjerskoj industriji i početi graditi automobile, brodove, pa čak i zrakoplove velike čvrstoće, inspirirani primjerom jednostavnih puževa.

13. Martenzitni čelik


Fotografija: pixabay

Maraging čelik je visokolegirana legura visoke čvrstoće s izvrsnom duktilnošću i žilavošću. Materijal se široko koristi u raketnoj znanosti i koristi se za izradu svih vrsta alata.

12. Osmij


Fotografija: Periodictableru / www.periodictable.ru

Osmij je nevjerojatan gusti element, a zbog svoje tvrdoće i visokog tališta teško se obrađuje. Zato se osmij koristi tamo gdje se najviše cijeni trajnost i čvrstoća. Legure osmija nalaze se u električnim kontaktima, raketnoj tehnici, vojnim projektilima, kirurškim implantatima i mnogim drugim primjenama.

11. Kevlar


Fotografija: wikimedia commons

Kevlar je vlakno visoke čvrstoće koje se može naći u automobilskim gumama, kočionim pločicama, kabelima, protetskim i ortopedskim proizvodima, pancirima, tkaninama za zaštitnu odjeću, dijelovima za brodogradnju i dronove. zrakoplov. Materijal je postao gotovo sinonim za čvrstoću i vrsta je plastike nevjerojatno visoke čvrstoće i elastičnosti. Vlačna čvrstoća kevlara je 8 puta veća od čvrstoće čelične žice, a počinje se topiti na temperaturi od 450 ℃.

10. Polietilen visoke gustoće ultravisoke molekularne težine, marka vlakana Spectra


Fotografija: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE je u biti vrlo izdržljiva plastika. Spectra, marka UHMWPE, pak je lagano vlakno najveće otpornosti na habanje, 10 puta superiornije od čelika u ovom pokazatelju. Kao i kevlar, Spectra se koristi u proizvodnji prsluka i zaštitnih kaciga. Uz UHMWPE, marka Dynimo Spectrum popularna je u industriji brodogradnje i transporta.

9. Grafen


Fotografija: pixabay

Grafen je alotrop ugljika, a njegova kristalna rešetka, debljine samo jednog atoma, toliko je jaka da je 200 puta tvrđa od čelika. Grafen izgleda kao prozirna folija, ali njegovo trganje je gotovo nemoguć zadatak. Da biste probili grafensku ploču, u nju ćete morati zabosti olovku na kojoj ćete morati balansirati teret težak cijeli školski autobus. Sretno!

8. Papir s ugljikovim nanocijevima


Fotografija: pixabay

Zahvaljujući nanotehnologiji znanstvenici su uspjeli napraviti papir koji je 50 tisuća puta tanji od ljudske vlasi. Listovi ugljikovih nanocijevi su 10 puta lakši od čelika, ali najnevjerojatnije je da su čak 500 puta jači od čelika! Makroskopske ploče od nanocijevi najviše obećavaju za proizvodnju elektroda superkondenzatora.

7. Metalna mikromreža


Fotografija: pixabay

Ovo je najlakši metal na svijetu! Metalna mikromreža je sintetski porozni materijal koji je 100 puta lakši od pjene. Ali pusti ga izgled Nemojte se zavarati, ove mikromreže također su nevjerojatno jake, što im daje veliki potencijal za upotrebu u svim vrstama inženjerskih polja. Od njih se mogu napraviti izvrsni amortizeri i toplinski izolatori, a nevjerojatna sposobnost skupljanja i vraćanja u prvobitno stanje metala omogućuje da se koristi za skladištenje energije. Metalne mikromreže također se aktivno koriste u proizvodnji raznih dijelova za zrakoplove američke tvrtke Boeing.

6. Ugljikove nanocijevi


Fotografija: Korisnik Mstroeck / en.wikipedia

Gore smo već govorili o ultra jakim makroskopskim pločama od ugljikovih nanocijevi. Ali kakav je to materijal? U biti su to grafenske ravnine smotane u cijev (9. točka). Rezultat je nevjerojatno lagan, elastičan i izdržljiv materijal sa širokim rasponom primjene.

5. Airbrush


Fotografija: wikimedia commons

Također poznat kao grafenski aerogel, ovaj materijal je iznimno lagan i jak u isto vrijeme. Nova vrsta gela u potpunosti zamjenjuje tekuću fazu s plinovitom fazom i odlikuje se senzacionalnom tvrdoćom, otpornošću na toplinu, niskom gustoćom i niskom toplinskom vodljivošću. Nevjerojatno, grafenski aerogel je 7 puta lakši od zraka! Jedinstveni spoj može vratiti svoj izvorni oblik čak i nakon 90% kompresije i može apsorbirati količinu ulja koja je 900 puta veća od težine airgraphena korištenog za apsorpciju. Možda će u budućnosti ova klasa materijala pomoći u borbi protiv takvih ekološke katastrofe poput izlijevanja nafte.

4. Materijal bez naslova, razvijen od strane Massachusetts Institute of Technology (MIT)


Fotografija: pixabay

Dok ovo čitate, tim znanstvenika s MIT-a radi na poboljšanju svojstava grafena. Istraživači su rekli da su već uspjeli pretvoriti dvodimenzionalnu strukturu ovog materijala u trodimenzionalnu. Nova grafenska tvar još nije dobila svoje ime, ali se već zna da joj je gustoća 20 puta manja od čelika, a čvrstoća 10 puta veća od čelika.

3. Carbin


Fotografija: Smokefoot

Iako se radi samo o linearnim lancima ugljikovih atoma, karbin ima 2 puta veću vlačnu čvrstoću od grafena i 3 puta je tvrđi od dijamanta!

2. Bor nitrid wurtzit modifikacija


Fotografija: pixabay

Nedavno je otvoren prirodna tvar nastala tijekom vulkanske erupcije, a 18% je tvrđi od dijamanata. Međutim, on je superiorniji od dijamanata u nizu drugih parametara. Wurtzit bor nitrid jedna je od samo 2 prirodne tvari pronađene na Zemlji koja je tvrđa od dijamanta. Problem je što takvih nitrida u prirodi ima vrlo malo, pa ih nije lako proučavati niti primijeniti u praksi.

1. Lonsdaleite


Fotografija: pixabay

Također poznat kao heksagonalni dijamant, lonsdaleite se sastoji od atoma ugljika, ali u ovoj modifikaciji atomi su malo drugačije raspoređeni. Poput wurtzit boron nitrida, lonsdaleit je prirodna tvar superiornija po tvrdoći od dijamanta. Štoviše, ovaj nevjerojatni mineral je čak 58% tvrđi od dijamanta! Kao wurtzit bor nitrid, ovaj spoj je izuzetno rijedak. Ponekad se lonsdaleit formira tijekom sudara meteorita koji sadrže grafit sa Zemljom.

Od pamtivijeka ljudi su aktivno koristili razne metale. Nakon proučavanja njihovih svojstava, tvari su zauzele svoje pravo mjesto u tablici poznatog D. Mendeleeva. Znanstvenici se još uvijek raspravljaju o tome kojem metalu treba dati titulu najtežeg i najgušćeg na svijetu. Dva su elementa u ravnoteži periodnog sustava – iridij i osmij. Zašto su zanimljivi, pročitajte dalje.

Stoljećima su ljudi proučavali korisna svojstva najčešćih metala na planetu. Znanost pohranjuje najviše informacija o zlatu, srebru i bakru. S vremenom se čovječanstvo upoznalo sa željezom i lakšim metalima – kositrom i olovom. U svijetu srednjeg vijeka ljudi su aktivno koristili arsen, a bolesti su se liječile živom.

Zahvaljujući brzom napretku, danas se najteži i najgušći metali smatraju ne samo jednim elementom stola, već dvama odjednom. Na broju 76 je osmij (Os), a na broju 77 je iridij (Ir), tvari imaju sljedeće pokazatelje gustoće:

• osmij je težak zbog svoje gustoće od 22,62 g/cm³;
• iridij nije mnogo lakši - 22,53 g/cm³.

Gustoća se odnosi na fizička svojstva metali, to je omjer mase tvari i njenog volumena. Teorijski proračuni gustoće oba elementa imaju određene pogreške, pa se oba metala danas smatraju najtežima.

Radi jasnoće, možete usporediti težinu običnog čepa s težinom plutenog čepa teški metal u svijetu. Da biste uravnotežili vagu čepom od osmija ili iridija, trebat će vam više od stotinu običnih čepova.

Povijest otkrića metala

Oba elementa otkrio je početkom 19. stoljeća znanstvenik Smithson Tennant. Mnogi istraživači tog vremena proučavali su svojstva sirove platine, tretirajući je "regia votkom". Samo je Tennant uspio otkriti dvije kemijske tvari u nastalom sedimentu:

• Znanstvenik je sedimentni element s postojanim mirisom nazvao osmij klora;
• tvar s promjenjivim bojama nazvana je iridij (duga).

Oba su elementa predstavljena jednom legurom koju je znanstvenik uspio razdvojiti. Daljnja istraživanja grumena platine poduzeo je ruski kemičar K. Klaus, koji je pažljivo proučavao svojstva sedimentnih elemenata. Poteškoća u određivanju najtežeg metala na svijetu leži u niskoj razlici u njihovoj gustoći, koja nije konstantna vrijednost.

Živopisne karakteristike najgušćih metala

Eksperimentalno dobivene tvari su prahovi koje je prilično teško obraditi; kovanje metala zahtijeva vrlo visoke temperature. Najčešći oblik kombinacije iridija i osmija je legura osmičkog iridija, koja se vadi u ležištima platine i zlatnim slojevima.

Najčešća mjesta na kojima se nalazi iridij su meteoriti bogati željezom. Izvorni osmij ne može se naći u prirodnom svijetu, samo u suradnji s iridijem i drugim komponentama platinske skupine. Naslage često sadrže spojeve sumpora i arsena.

Značajke najtežeg i najskupljeg metala na svijetu

Među elementima periodni sustav elemenata Mendelejeva, osmij se smatra najskupljim. Srebrni metal s plavičastom nijansom pripada platinskoj skupini plemenitih metala kemijski spojevi. Najgušći, ali vrlo krhki metal ne gubi sjaj pod utjecajem visokih temperatura.

Karakteristike

• Element #76 Osmij ima atomsku masu od 190,23 amu;
• Supstanca rastaljena na temperaturi od 3033°C vreće na 5012°C.
• Najteži materijal ima gustoću od 22,62 g/cm³;
• Struktura kristalna rešetka ima heksagonalni oblik.

Unatoč nevjerojatno hladnom sjaju srebrne nijanse, osmij nije prikladan za proizvodnju nakita zbog svoje visoke toksičnosti. Za topljenje nakita bila bi potrebna temperatura slična onoj na površini Sunca, budući da se najgušći metal na svijetu uništava mehaničkim stresom.

Pretvarajući se u prah, osmij stupa u interakciju s kisikom, reagira na sumpor, fosfor, selen; reakcija tvari na aqua regia je vrlo spora. Osmij nema magnetizam; legure su sklone oksidaciji i stvaranju klasterskih spojeva.

Gdje se koristi?

Najteži i nevjerojatno gusti metal ima visoku otpornost na habanje, pa se dodavanjem legura značajno povećava njihova čvrstoća. Upotreba osmija uglavnom je povezana s kemijskom industrijom. Osim toga, koristi se za sljedeće potrebe:

• proizvodni spremnici namijenjeni skladištenju otpada nuklearne fuzije;
• za potrebe raketne znanosti, proizvodnja oružja (bojnih glava);
• u industriji satova za proizvodnju mehanizama markiranih modela;
• za proizvodnju kirurških implantata, dijelova srčanih stimulatora.

Zanimljivo je da se najgušći metal smatra jedinim elementom na svijetu koji nije podložan agresiji "paklene" mješavine kiselina (dušične i klorovodične). Aluminij u kombinaciji s osmijem postaje toliko duktilan da se može povući bez lomljenja.

Tajne najrjeđeg i najgušćeg metala na svijetu

Činjenica da iridij pripada platinskoj skupini daje mu svojstvo otpornosti na tretiranje kiselinama i njihovim smjesama. U svijetu se iridij dobiva iz anodnog mulja tijekom proizvodnje bakra i nikla. Nakon obrade mulja s aqua regia, dobiveni talog se kalcinira, što rezultira ekstrakcijom iridija.

Karakteristike

Najtvrđi srebrno-bijeli metal ima sljedeću skupinu svojstava:

• element periodnog sustava iridij broj 77 ima atomska masa 192,22 amu;
• tvar otopljena na temperaturi od 2466°C vreće na 4428°C;
• gustoća rastaljenog iridija - unutar 19,39 g / cm³;
• gustoća elementa na sobnoj temperaturi - 22,7 g / cm³;
• Kristalna rešetka iridija povezana je s kockom s licem u središtu.

Teški iridij se ne mijenja pod utjecajem normalne temperature zraka. Rezultat kalcinacije pod utjecajem topline pri određenim temperaturama je stvaranje viševalentnih spojeva. Prašak svježeg sedimenta iridijeve crnile može se djelomično otopiti s aqua regia, kao i s otopinom klora.

Područje primjene

Iako je iridij plemeniti metal, rijetko se koristi za nakit. Element koji se teško obrađuje, vrlo je tražen u izgradnji cesta i proizvodnji automobilskih dijelova. Legure s najgušćim metalom koji nije podložan oksidaciji koriste se u sljedeće svrhe:

• proizvodnja lonaca za laboratorijske pokuse;
• proizvodnja specijalnih usnika za puhače stakla;
• pokrivanje vrhova hemijskih i kemijskih olovaka;
• proizvodnja izdržljivih svjećica za automobile;

Legure s izotopima iridija koriste se u proizvodnji zavarivanja, u izradi instrumenata i za uzgoj kristala kao dio laserske tehnologije. Korištenje najtežeg metala omogućilo je provođenje laserske korekcije vida, drobljenja bubrežnih kamenaca i drugih medicinskih zahvata.

Iako je iridij netoksičan i nije opasan za biološki organizmi, V prirodno okruženje Možete pronaći njegov opasni izotop - heksafluorid. Udisanje para otrovna tvar dovodi do trenutnog gušenja i smrti.

Mjesta prirodne pojave

Ležišta najgušćeg metala iridija u prirodnom svijetu su zanemariva, mnogo manja od rezervi platine. Vjerojatno najviše teška tvar pomaknuo se u jezgru planeta, pa su količine industrijske proizvodnje elementa male (oko tri tone godišnje). Proizvodi izrađeni od legura iridija mogu trajati do 200 godina, što nakit čini izdržljivijim.

Grumenčići najtežeg metala neugodnog mirisa, osmija, ne mogu se naći u prirodi. U sastavu minerala uz platinu, paladij i rutenij mogu se naći tragovi osmičkog iridija. Ležišta osmičkog iridija istražena su u Sibiru (Rusija), nekim američkim državama (Aljaska i Kalifornija), Australiji i Južnoj Africi.

Ako se otkriju naslage platine, bit će moguće izolirati osmij s iridijem za jačanje i jačanje fizičkih ili kemijskih spojeva raznih proizvoda.