Mokslo ir technologijų pasaulis

Atsakymas į šį klausimą priklauso nuo cheminių elementų fizinių savybių.

Cheminių elementų fizinės savybės yra ypač svarbios. Juk jie formuoja kiekvieną sąveiką Visatoje, parodo, kaip šie elementai buvo sukurti, ir nustato, kaip juos galima panaudoti. Atrodo, kad atsakyti į klausimą, kuris cheminis elementas yra sunkiausias Visatoje, paprasta, tačiau yra daug niuansų, rašo „IFLScience“.

Masė ir svoris

Pirmiausia svarbu suprasti, kad masė ir svoris nėra tos pačios sąvokos. Masė yra pastovi bet kurios medžiagos ar objekto charakteristika, o svoris priklauso nuo vietos, kurioje yra medžiaga ar objektas. Pavyzdžiui, žmogaus svoris Žemėje ir Marse skirsis, bet masė bus tokia pati. Todėl, norint nustatyti sunkiausią cheminį elementą, geriau naudoti pačią masę.

Sunkiausias cheminis elementas Visatoje

Galima laikyti, kad sunkiausias žinomas cheminis elementas yra uranas. Tiksliau, tai yra urano izotopas, uranas-238. Tai labiausiai paplitęs ir stabiliausias izotopas, kurį galima rasti gamtoje. Šio izotopo atominė masė nurodyta jo pavadinime ir yra 238 ir rodo protonų ir neutronų sumą jo atomų branduolyje. Urano-238 atomo branduolys turi 92 protonus ir 146 neutronus.

Laboratorinių eksperimentų metu buvo aptikti elementai su didesniu protonų skaičiumi. Pavyzdžiui, plutonis buvo sukurtas laboratorijoje ir turi 94 protonus atomo branduolyje ir gaunamas iš urano-238. Tačiau paaiškėjo, kad plutonio galima rasti ir gamtoje, visų pirma, jis buvo rastas meteorito dulkėse, kurios nusėdo ant jūros dugno. Todėl plutonio izotopas plutonis-244, yra sunkiausias iš mums žinomų natūralių cheminių elementų.

Tačiau mokslininkams laboratorijoje pavyko sukurti dar sunkesnių cheminių elementų. Oganesonas (118 elementas) laikomas sunkiausiu iš visų laboratorijoje sukurtų elementų. Jo atomo branduolys turi 118 protonų ir 176 neutronus, todėl jo atominė masė yra 294. Šis elementas pirmą kartą buvo sukurtas 2002 m.

Galima sukurti net sunkesnius cheminius elementus

Galbūt mokslininkams pavyks sukurti dar daugiau dirbtinių cheminių elementų, kurie bus dar sunkesni, tačiau svarbiausia, kad jie išliktų stabilūs. Pavyzdžiui, mokslininkai mano, kad stabiliausi yra tie elementai, kurių branduolyje yra 2, 8, 20, 28, 50, 82 ir 126 protonai ir (arba) neutronai.

Tačiau iki šiol toks stabilumas buvo patvirtintas būtent neutronų skaičiui. Tačiau dabar daroma prielaida, kad sunkiausias cheminis elementas gali būti hipotetinis unbigheksiumas (kuris cheminėje lentelėje turėtų būti 126 elementas). Jame turėtų būti 126 protonai ir daug daugiau neutronų atomo branduolyje. Dabar belieka ne tik jį sukurti, bet ir padaryti jį stabilų, kad būtų galima išmatuoti jo fizines savybes.

Ar kilogramas švino sunkesnis už kilogramą plunksnų, ar ne?

Tačiau yra dar vienas svarbus fizinis dydis – tankis. Tai rodo, kiek medžiagos masės užima tam tikrą tūrį. Tai yra, kiek kilogramų ar gramų gali tilpti į tą patį tūrį, pavyzdžiui, į kubinį centimetrą ar kubinį metrą. Pavyzdžiui, dėl to, kad švinas tankesnis, kilogramas švino bus sunkesnis nei, pavyzdžiui, kilogramas plunksnų, nors jų masė vienoda.

Tankis nepriklauso nuo atominės masės, taigi, jei turite urano kubą ir kito cheminio elemento kubą, uranas nebus tankiausias vien dėl to, kad jis yra didžiausios masės. Osmis yra tankiausias žinomas elementas, o iridis yra antroje vietoje. Abu šie cheminiai elementai yra beveik dvigubai tankesni už šviną.

Priežastis, kodėl elementai yra tokie tankūs, yra susiję su savotiška pusiausvyra. Jie turi pakankamai didelę atominę masę, bet gana mažą atominį spindulį dėl gerai organizuotų elektronų, todėl tame pačiame tūryje galima sutalpinti daugiau osmio atomų nei bet kuris kitas žinomas elementas. Osmio tankis yra 22,6 karto didesnis už skysto vandens tankį.