Az emberiség már Kr.e. 3000-4000-ben elkezdte aktívan használni a fémeket. Aztán az emberek megismerkedtek a leggyakoribbakkal, ezek az arany, ezüst, réz. Ezeket a fémeket nagyon könnyű volt megtalálni a föld felszínén. Kicsit később megtanulták a kémiát, és elkezdtek izolálni tőlük olyan fajokat, mint az ón, az ólom és a vas. A középkorban a nagyon mérgező fémfajták váltak népszerűvé. Általános használatban volt az arzén, amellyel a francia királyi udvar több mint felét megmérgezték. Ez ugyanaz, amely segített a korabeli különféle betegségek gyógyításában, a mandulagyulladástól a pestisig. Már a huszadik század előtt több mint 60 fémet ismertek, a XXI. század elején pedig - 90. A haladás nem áll meg, és előreviszi az emberiséget. De felmerül a kérdés, melyik fém a nehéz, és súlya meghaladja az összes többit? És általában, melyek ezek a legnehezebb fémek a világon?
Sokan tévesen azt hiszik, hogy az arany és az ólom a legnehezebb fém. Miért történt pontosan? Sokan közülünk régi filmeken nőttünk fel, és láttuk, hogyan főszereplőólomlemezt használ a gonosz golyók elleni védelemre. Ezenkívül az ólomlemezeket még ma is használják bizonyos típusú páncélzatokban. És az arany szóra sok embernek van egy képe ennek a fémnek a nehéz rúdjairól. De rossz azt gondolni, hogy ők a legnehezebbek!
A legnehezebb fém meghatározásához annak sűrűségét kell figyelembe venni, mert minél nagyobb egy anyag sűrűsége, annál nehezebb.
A TOP 10 legnehezebb fém a világon
- ozmium (22,62 g/cm3),
- irídium (22,53 g / cm3),
- Platina (21,44 g / cm3),
- Rénium (21,01 g/cm3),
- neptúnium (20,48 g/cm3),
- Plutónium (19,85 g/cm3),
- Arany (19,85 g/cm3)
- Volfrám (19,21 g / cm3),
- urán (18,92 g/cm3),
- Tantál (16,64 g/cm3).
És hol a vezetés? És sokkal lejjebb található ebben a listában, a második tíz közepén.
Az ozmium és az irídium a világ legnehezebb fémei
Vegye figyelembe a fő nehézsúlyúakat, akik osztoznak az 1. és a 2. helyen. Kezdjük az irídiummal, és egyúttal mondjunk köszönetet Smithson Tennat angol tudósnak, aki 1803-ban platinából nyerte ezt a kémiai elemet, ahol az ozmiummal együtt szennyeződésként jelen volt. Az ógörög Iridiumot "szivárványnak" lehet fordítani. A fém fehér színű, ezüst árnyalatú, és nem csak nehéznek, hanem a legtartósabbnak is nevezhető. Nagyon kevés van belőle bolygónkon, és évente legfeljebb 10 000 kg-ot bányásznak ki belőle. Ismeretes, hogy a legtöbb irídium lerakódás a meteorit becsapódási helyein található. Egyes tudósok arra a következtetésre jutnak, hogy ez a fém korábban széles körben elterjedt volt bolygónkon, azonban súlya miatt folyamatosan közelebb préselte magát a Föld középpontjához. Az irídium ma már széles körben keresett az iparban, és elektromos energia előállítására használják. A paleontológusok is előszeretettel használják, és az irídium segítségével számos lelet korát határozzák meg. Ezenkívül ez a fém bizonyos felületek bevonására is használható. De nehéz ezt megtenni.
Ezután vegye figyelembe az ozmiumot. Ez a legnehezebb Mengyelejev periódusos rendszerében, illetve a világ legnehezebb féme. Az ozmium ónfehér, kék árnyalattal, és Smithson Tennat is felfedezte az irídiummal egy időben. Az ozmiumot szinte lehetetlen feldolgozni, és főleg a meteorit becsapódási helyein található. Kellemetlen az illata, az illata a klór és a fokhagyma keverékéhez hasonlít. Az ókori görögből pedig "szagnak" fordítják. A fém meglehetősen tűzálló, és izzókban és egyéb tűzálló fémeket tartalmazó készülékekben használják. Ennek az elemnek mindössze egy grammjáért több mint 10 000 dollárt kell fizetni, amiből egyértelműen látszik, hogy a fém nagyon ritka.
Ozmium Akár tetszik, akár nem, a legnehezebb fémek nagyon ritkák, ezért drágák. És a jövőre nézve emlékeznünk kell arra, hogy sem az arany, sem az ólom nem a legnehezebb fém a világon! Az irídium és az ozmium a súlygyőztesek!
A legerősebb stabil oxidálószer, kripton-difluorid és antimon-pentafluorid komplexe. Erős oxidáló hatása miatt (minden elemet a legmagasabb oxidációs állapotig oxidál, beleértve a levegő oxigénjét és nitrogénjét is) nagyon nehezen tudja megmérni az elektródpotenciált. Az egyetlen oldószer, amely meglehetősen lassan reagál vele, a vízmentes hidrogén-fluorid.
a legtöbben sűrű anyag , az ozmium. Sűrűsége 22,5 g/cm 3 .
A legkönnyebb fém az lítium. Sűrűsége 0,543 g/cm 3 .
legdrágább fém az Kalifornia. Jelenlegi ára 6 500 000 dollár 1 grammonként.
A leggyakoribb elem a földkéreg az oxigén. Tartalma a földkéreg tömegének 49%-a.
A legritkább elem a földkéregben az asztatin. Tartalma a teljes földkéregben a szakértők szerint mindössze 0,16 gramm.
leggyúlékonyabb anyag, látszólag finom cirkóniumpor. Az égés elkerülése érdekében inert gáz atmoszférában kell helyezni nemfémeket nem tartalmazó anyagból készült lemezre.
A legalacsonyabb forráspontú anyag, a hélium. Forráspontja -269 Celsius fok. A hélium az egyetlen olyan anyag, amelynek normál nyomáson nincs olvadáspontja. Még abszolút nullánál is folyékony marad. A folyékony héliumot széles körben használják a kriogén technikában.
A leginkább tűzálló fém az volfrám. Olvadáspontja +3420 Celsius fok. Izzószálak készítésére használják elektromos izzókhoz.
A legkeményebb anyag hafnium- és tantál-karbidok (1:1) ötvözete. Olvadáspontja +4215 C.
A legkönnyebb fém, a higany. Olvadáspontja -38,87 Celsius fok. Ő is a legnehezebb folyadék, sűrűsége 13,54 g/cm 3 .
A szilárd anyagok közül a legnagyobb vízoldhatóság antimon-trikloridot tartalmaz. Oldhatósága +25 C-on 9880 gramm/liter.
A legkönnyebb gáz, hidrogén. 1 liter tömege mindössze 0,08988 gramm.
A legnehezebb gáz szobahőmérsékleten, volfrám-hexafluorid (fp. +17 C). Tömege 12,9 g/l, i.e. bizonyos típusú habok lebeghetnek benne.
A leginkább saválló fém, az irídium. Eddig nem ismert olyan sav vagy keverékük, amelyben feloldódna.
A robbanásveszélyes koncentrációs határok legszélesebb tartománya szén-diszulfidot tartalmaz. A szén-diszulfid gőzök és levegő keverékei, amelyek 1-50 térfogatszázalék szén-diszulfidot tartalmaznak, felrobbanhatnak.
A legerősebb stabil sav az antimon-pentafluorid hidrogén-fluoridos oldata. Az antimon-pentafluorid koncentrációjától függően ennek a savnak a Hammett-indexe akár -40 is lehet.
A legszokatlanabb anion a sóban egy elektron. Az elektrid 18-korona-6 nátrium komplex része.
Rekordok az organikus anyagokhoz
A legkeserűbb anyag, denatónium-szacharinát. Véletlenül, a denatónium-benzoát tanulmányozása során szerezték be. Ez utóbbinak a szacharin nátriumsójával való kombinációja ötször keserűbb anyagot adott, mint az előző rekorder (denatónium-benzoát). Jelenleg mindkét anyagot alkohol és más nem élelmiszertermékek denaturálására használják.
A legerősebb méreg Az A típusú botulinum toxin. A halálos dózis egerek számára (LD50, intraperitoneálisan) 0,000026 µg/testtömeg-kg. Ez egy 150 000 molekulatömegű fehérje, amelyet a Clostridium botulinum baktérium termel.
A leginkább nem mérgező szerves anyag, metán. Koncentrációjának növekedésével a mérgezés az oxigénhiány miatt következik be, nem pedig a mérgezés következtében.
A legerősebb adszorbens, 1974-ben nyerték keményítőszármazékból, akrilamidból és akrilsavból. Ez az anyag képes megtartani a vizet, amelynek tömege 1300-szor nagyobb, mint a sajáté.
A legbüdösebb vegyületek etilszelenol és butilmerkaptán. Az a koncentráció, amelyet egy személy szaggal érzékelni tud, olyan kicsi, hogy még mindig nincsenek módszerek a pontos meghatározására. Értékét 2 nanogrammra becsülik légköbméterenként.
A legerősebb hallucinogén anyag, az l-lizergsav-dietilamid. Mindössze 100 mikrogrammos adag körülbelül egy napig tartó hallucinációkat okoz.
A legédesebb anyag N-(N-ciklononil-amino-(4-ciano-fenil-imino)-metil)-2-amino-ecetsav. Ez az anyag 200 000-szer édesebb, mint egy 2%-os szacharóz oldat, de toxicitása miatt láthatóan nem használják édesítőszerként. Az ipari anyagok közül a legédesebb a talin, amely 3500-6000-szer édesebb a szacharóznál.
A leglassabb enzim, egy nitrogenáz, amely katalizálja a légköri nitrogén gócbaktériumok általi asszimilációját. Egy nitrogénmolekula 2 ammóniumionná történő átalakulásának teljes ciklusa másfél másodpercet vesz igénybe.
A legerősebb kábító fájdalomcsillapító egy olyan anyag, amelyet Kanadában szintetizáltak a 80-as években. Hatékony fájdalomcsillapító dózisa egerekben (szubkután) mindössze 3,7 nanogramm testtömeg-kilogrammonként, így 500-szor erősebb, mint az etorfin.
A legmagasabb nitrogéntartalmú szerves anyagok jelentése bisz(diazotetrazolil)-hidrazin. 87,5% nitrogént tartalmaz. Ez a robbanóanyag rendkívül érzékeny az ütésekre, a súrlódásra és a hőre.
A legnagyobb molekulatömegű anyag a csiga hemocianin (oxigént szállít). Molekulatömege 918 000 000 dalton, ami több molekuláris tömeg akár a DNS-t.
A minket körülvevő világ még mindig tele van sok rejtéllyel, de még a tudósok által régóta ismert jelenségek és anyagok sem szűnnek meg ámulatba ejteni és gyönyörködni. Csodáljuk az élénk színeket, élvezzük az ízeket és felhasználjuk mindenféle anyag tulajdonságait, amelyek kényelmesebbé, biztonságosabbá és élvezetesebbé teszik életünket. A legmegbízhatóbb és legerősebb anyagokat keresve az ember sok izgalmas felfedezést tett, és Ön előtt mindössze 25 ilyen egyedi vegyületből álló válogatás áll!
25. Gyémántok
Ha nem mindenki, de ezt szinte mindenki tudja biztosan. A gyémántok nemcsak az egyik legtiszteltebb drágakő, hanem a Föld egyik legkeményebb ásványa is. A Mohs-skálán (a keménységi skála, amelyen egy ásvány karcolásos reakciója ad értékelést) a gyémánt a 10. sorban szerepel. A skálán 10 pozíció található, és a 10. az utolsó és legnehezebb fokozat. A gyémántok olyan kemények, hogy csak más gyémántokkal karcolhatók meg.
24. A Caaerostris darwini pókfaj csapdázóhálói
Fotó: pixabay
Nehéz elhinni, de a Caerostris darwini pók (vagy Darwin pók) hálózata erősebb az acélnál és keményebb, mint a Kevlar. Ezt a hálót a világ legkeményebb biológiai anyagaként ismerték el, bár most van potenciális versenytársa, de az adatokat még nem erősítették meg. A pókszálat olyan jellemzőkre tesztelték, mint a szakító nyúlás, ütőszilárdság, szakítószilárdság és Young-modulus (az anyagnak az a tulajdonsága, hogy ellenáll a nyúlásnak, a rugalmas deformáció alatti összenyomásnak), és mindezen mutatókban a háló elképesztő módon mutatta meg magát. Ráadásul a Darwin-pók csapdahálója hihetetlenül könnyű. Például, ha bolygónkat beburkoljuk Caaerostris darwini rosttal, egy ilyen hosszú cérna súlya mindössze 500 gramm lesz. Ilyen hosszú hálózatok nem léteznek, de az elméleti számítások egyszerűen elképesztőek!
23. Aerografit
Fotó: BrokenSphere
Ez a szintetikus hab az egyik legkönnyebb rostos anyag a világon, és csak néhány mikron átmérőjű széncsövek hálózata. Az aerografit 75-ször könnyebb, mint a polisztirol, ugyanakkor sokkal erősebb és rugalmasabb. Eredeti méretének 30-szorosára összenyomható anélkül, hogy rendkívül rugalmas szerkezetét károsítaná. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az airgrafithab a saját súlyának 40 000-szeresét is elviseli.
22. Palládium fémüveg
Fotó: pixabay
A California Institute of Technology és a Berkeley Lab (California Institute of Technology, Berkeley Lab) tudóscsoportja kifejlesztette az újfajta fémüveg, amely az erő és a hajlékonyság szinte tökéletes kombinációját ötvözi. Az új anyag egyediségének oka abban rejlik, hogy kémiai szerkezete sikeresen elfedi a meglévő üveges anyagok ridegségét, miközben megtartja a magas tartóssági küszöböt, ami végső soron jelentősen megnöveli ennek a szintetikus szerkezetnek a kifáradási szilárdságát.
21. Volfrámkarbid
Fotó: pixabay
A volfrámkarbid hihetetlenül kemény anyag, nagy kopásállósággal. Bizonyos körülmények között ez a vegyület nagyon törékenynek tekinthető, de nagy terhelés mellett egyedülálló plasztikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek csúszószalagok formájában nyilvánulnak meg. Mindezen tulajdonságoknak köszönhetően a volfrám-karbidot páncéltörő hegyek és különféle berendezések gyártásához használják, beleértve mindenféle vágót, csiszolótárcsát, fúrót, vágót, fúrószárat és egyéb vágószerszámokat.
20. Szilícium-karbid
Fotó: Tiia Monto
A szilícium-karbid a harckocsik gyártásához használt egyik fő anyag. Ez a vegyület alacsony költségéről, kiemelkedő tűzállóságáról és nagy keménységéről ismert, ezért gyakran használják olyan berendezések vagy felszerelések gyártására, amelyeknek el kell terelnie a golyókat, vágni vagy csiszolni más kemény anyagokat. A szilícium-karbid kiváló csiszolóanyagokat, félvezetőket és még gyémántokat utánzó ékszerbetéteket is készít.
19. Köbös bór-nitrid
Fotó: wikimedia commons
A köbös bór-nitrid egy szuperkemény anyag, keménysége hasonló a gyémánthoz, de számos megkülönböztető előnnyel is rendelkezik - magas hőmérsékleti stabilitás és vegyszerállóság. A köbös bór-nitrid még magas hőmérséklet hatására sem oldódik vasban és nikkelben, míg a gyémánt azonos körülmények között kémiai reakciók elég gyors. Valójában ez előnyös az ipari csiszolószerszámokban való felhasználása szempontjából.
18. Ultra nagy molekulatömegű polietilén (UHMWPE), Dyneema szál márka
Fotó: Justsail
A nagy modulusú polietilén rendkívül magas kopásállósággal, alacsony súrlódási együtthatóval és nagy törésállósággal (alacsony hőmérsékleti megbízhatósággal) rendelkezik. Ma a világ legerősebb rostos anyagának tartják. A legcsodálatosabb dolog ebben a polietilénben, hogy könnyebb, mint a víz, és egyben képes megállítani a golyókat! A Dyneema szálakból készült kábelek és kötelek nem süllyednek el a vízben, nem igényelnek kenést, és nem változtatják meg tulajdonságaikat nedves állapotban, ami nagyon fontos a hajóépítéshez.
17. Titánötvözetek
Fotó: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
A titánötvözetek hihetetlenül képlékenyek, és nyújtáskor elképesztő erőt mutatnak. Ezen túlmenően magas hőállósággal és korrózióállósággal rendelkeznek, ami rendkívül hasznossá teszi őket olyan területeken, mint a repülőgépgyártás, rakétagyártás, hajógyártás, vegyipar, élelmiszeripar és szállítástechnika.
16. Folyékony fémötvözet
Fotó: pixabay
Ezt az anyagot 2003-ban fejlesztették ki a California Institute of Technology-ban, és erősségéről és tartósságáról híres. A vegyület nevéhez fűződik valami rideg és folyékony dolog, de szobahőmérsékleten valójában szokatlanul kemény, kopásálló, nem fél a korróziótól és melegítés hatására átalakul, mint a hőre lágyuló műanyagok. A fő alkalmazási területek eddig az órák, golfütők és bevonatok gyártása mobiltelefonok(Vertu, iPhone).
15. Nanocellulóz
Fotó: pixabay
A nanocellulózt farostokból izolálják, és egy új típusú faanyag, amely még az acélnál is erősebb! Ráadásul a nanocellulóz olcsóbb is. Az innovációban nagy lehetőségek rejlenek, és a jövőben komolyan versenyezhet az üveg- és szénszálas termékekkel. A fejlesztők úgy vélik, hogy hamarosan nagy kereslet lesz erre az anyagra a katonai páncélok, szuperrugalmas képernyők, szűrők, rugalmas akkumulátorok, abszorbens aerogélek és bioüzemanyagok gyártásában.
14. "tengeri csészealj" típusú csigák fogai
Fotó: pixabay
Korábban már meséltünk a darwini pók csapdahálójáról, amelyet egykor a bolygó legtartósabb biológiai anyagaként ismertek el. Egy nemrégiben készült tanulmány azonban kimutatta, hogy a sánt a tudomány által ismert legtartósabb biológiai anyag. Igen, ezek a fogak erősebbek, mint a Caaerostris darwini hálója. És ez nem meglepő, mert az apró tengeri lények a kemény sziklák felszínén növekvő algákkal táplálkoznak, és ezeknek az állatoknak keményen kell dolgozniuk, hogy elválasszák a táplálékot a sziklától. A tudósok úgy vélik, hogy a jövőben felhasználhatjuk a sántikálók fogainak rostos szerkezetének példáját a gépiparban, és elkezdhetünk autókat, csónakokat, sőt, megnövelt szilárdságú repülőgépeket is építeni, az egyszerű csigák példáján keresztül.
13. Martenzites acél
Fotó: pixabay
A martenzites acél nagy szilárdságú és ötvözött ötvözet, kiváló hajlékonysággal és szívóssággal. Az anyagot széles körben használják a rakétatudományban, és mindenféle szerszám készítésére használják.
12. Ozmium
Fotó: Periodictableru / www.periodictable.ru
Az ozmium hihetetlenül sűrű elem, és keménysége miatt ill magas hőmérsékletű olvad, nehéz megmunkálni. Ezért használják az ozmiumot ott, ahol a tartósság és az erősség a legnagyobb érték. Az ozmiumötvözetek megtalálhatók elektromos érintkezőkben, rakétákban, katonai lövedékekben, sebészeti implantátumokban és sok más alkalmazásban.
11. Kevlár
Fotó: wikimedia commons
A kevlár egy nagy szilárdságú szál, amely autógumikban, fékbetétekben, kábelekben, protézisekben, testpáncélokban, védőruházati anyagokban, hajógyártásban és drón alkatrészekben található. Az anyag szinte az erő szinonimájává vált, és hihetetlenül nagy szilárdságú és rugalmas műanyagfajta. A kevlár szakítószilárdsága 8-szor nagyobb, mint az acélhuzalé, és 450 ℃ hőmérsékleten kezd olvadni.
10. Ultra nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén, "Spectra" (Spectra) márkájú szálak
Fotó: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
Az UHMWPE alapvetően egy nagyon tartós műanyag. A Spectra, az UHMWPE márka viszont a legnagyobb kopásállóságú könnyűszál, amely 10-szer jobb az acélnál ebben a mutatóban. A kevlárhoz hasonlóan a spektrumot testpáncélok és védősisakok gyártásához használják. Az UHMWPE mellett a dainimo spektrum népszerű a hajóépítő és a szállítási iparágakban.
9. Grafén
Fotó: pixabay
A grafén a szén allotróp módosulata, és mindössze egy atom vastagságú kristályrácsa olyan erős, hogy 200-szor keményebb, mint az acél. A grafén ragasztófóliának tűnik, de feltörése szinte lehetetlen feladat. A grafénlap átütéséhez egy ceruzát kell beleszúrni, amelyen egy egész iskolabusz súlyával kell egy rakományt egyensúlyozni. Sok szerencsét!
8. Szén nanocső papír
Fotó: pixabay
A nanotechnológiának köszönhetően a tudósoknak sikerült olyan papírt készíteniük, amely 50 000-szer vékonyabb, mint az emberi hajszál. A szén nanocsövek lemezei 10-szer könnyebbek, mint az acél, de a legcsodálatosabb az, hogy akár 500-szor erősebbek! A szuperkondenzátor elektródák gyártásához a makroszkopikus nanocső lemezek a legígéretesebbek.
7. Fém mikrorács
Fotó: pixabay
Íme a világ legkönnyebb fémje! A fém mikrorács egy szintetikus porózus anyag, amely 100-szor könnyebb, mint a hab. De hagyd kinézet Ne tévesszen meg, ezek a mikrorácsok is hihetetlenül erősek, így nagyszerű felhasználási lehetőséget kínálnak mindenféle mérnöki alkalmazásban. Kiváló lengéscsillapítók és hőszigetelők készíthetők belőlük, és ennek a fémnek az elképesztő képessége, hogy összezsugorodik és visszatér eredeti állapotába, lehetővé teszi az energia tárolására való felhasználását. A fém mikrorácsokat aktívan használják az amerikai Boeing cég repülőgépeinek különféle alkatrészeinek gyártásában is.
6. Szén nanocsövek
Fotó: Mstroeck felhasználó / en.wikipedia
Fentebb már beszéltünk az ultraerős makroszkopikus szén nanocső lemezekről. De milyen anyag ez? Valójában ezek egy csőbe hengerelt grafénsíkok (9. pont). Az eredmény egy hihetetlenül könnyű, rugalmas és tartós anyag sokféle alkalmazáshoz.
5. Airbrush
Fotó: wikimedia commons
A grafén aerogélként is ismert anyag rendkívül könnyű és erős egyben. Az új típusú gél teljesen felváltotta a folyékony fázist egy gázneműre, és szenzációs keménység, hőállóság, alacsony sűrűség és alacsony hővezető képesség jellemzi. Hihetetlen, hogy a grafén aerogél hétszer könnyebb, mint a levegő! Az egyedülálló vegyület 90%-os tömörítés után is képes visszanyerni eredeti formáját, és akár 900-szor nagyobb súlyt is képes felszívni, mint a festékszóró felszívásához használt olaj. Talán a jövőben ez az anyagosztály segíteni fog a környezeti katasztrófák, például az olajszennyezések elleni küzdelemben.
4. Név nélküli anyag, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) fejlesztése
Fotó: pixabay
Miközben ezt olvassa, az MIT tudósaiból álló csapat a grafén tulajdonságainak javításán dolgozik. A kutatók elmondták, hogy ennek az anyagnak a kétdimenziós szerkezetét már sikerült háromdimenzióssá alakítaniuk. Az új grafén anyag még nem kapta meg a nevét, de már ismert, hogy sűrűsége 20-szor kisebb, mint az acélé, szilárdsága pedig 10-szer nagyobb, mint az acélé.
3. Carbin
Fotó: Smokefoot
Annak ellenére, hogy szénatomok lineáris láncairól van szó, a karbyn szakítószilárdsága kétszerese a grafénénak, és háromszor keményebb, mint a gyémánt!
2. Bór-nitrid wurtzit módosítás
Fotó: pixabay
Ez az újonnan felfedezett természetes anyag vulkánkitörések során keletkezik, és 18%-kal keményebb, mint a gyémánt. Azonban számos más paraméterben felülmúlja a gyémántokat. A wurtzit-bór-nitrid a Földön található két természetes anyag egyike, amely keményebb a gyémántnál. A probléma az, hogy nagyon kevés ilyen nitrid található a természetben, ezért nem könnyű tanulmányozni vagy a gyakorlatban alkalmazni.
1. Lonsdaleite
Fotó: pixabay
A hatszögletű gyémántként is ismert lonsdaleite szénatomokból áll, de ebben a módosításban az atomok kissé eltérően helyezkednek el. A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan a lonsdaleite is egy természetes anyag, amely keményebb, mint a gyémánt. Ráadásul ez a csodálatos ásvány 58%-kal keményebb a gyémántnál! A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan ez a vegyület is rendkívül ritka. Néha a lonsdaleit meteoritok, köztük grafitok Földdel való ütközésekor keletkezik.
Az univerzum mélyén megbúvó érdekességek közül a Szíriusz közelében lévő kis csillag valószínűleg örökre megőrzi az egyik jelentős helyet. Ez a csillag a víznél 60 000-szer nehezebb anyagból áll! Amikor felveszünk egy pohár higanyt, meglepődünk a súlyosságán: körülbelül 3 kg a súlya. De mit mondanánk egy 12 tonnás pohár anyagról, amelynek szállításához vasúti peronra van szükség? Ez abszurdnak tűnik, és mégis ez a modern csillagászat egyik felfedezése.
Ez a nyitás hosszú és a legmagasabb fokozat tanulságos történet. Régóta megfigyelték, hogy a tündöklő Szíriusz nem egyenes vonalban mozog a csillagok között, mint a legtöbb csillag, hanem egy furcsa kanyargós úton. Mozgásának ezen jellemzőinek magyarázatára a híres csillagász, Bessel azt javasolta, hogy a Siriust egy műhold kísérje, amely vonzásával „megzavarta” mozgását. Ez 1844-ben történt – két évvel azelőtt, hogy a Neptunuszt „a toll hegyén” fedezték fel. És 1862-ben, Bessel halála után, sejtése teljes mértékben beigazolódott, mivel a Sirius feltételezett műholdját egy teleszkópon keresztül látták.
A Szíriusz műhold - az úgynevezett "Sirius B" - 49 év alatt kering a főcsillag körül, 20-szor nagyobb távolságban, mint a Föld a Nap körül (azaz körülbelül az Uránusz távolságában). Ez egy gyenge nyolcadik vagy kilencedik magnitúdójú csillag, de tömege nagyon lenyűgöző, csaknem 0,8 a Napunk tömegének. A Szíriusztól távol a Napunknak 1,8 magnitúdójú csillagként kellene ragyognia; ezért, ha a Szíriusz műholdjának felülete a napelemhez képest csökkent a világítótestek tömegeinek aránya szerint, akkor ugyanazon a hőmérsékleten úgy kell világítania, mint egy körülbelül második magnitúdójú csillag, és nem a nyolcadik vagy kilencedik. A csillagászok eredetileg a csillag felszínének alacsony hőmérsékletével magyarázták az ilyen gyenge fényességet; hűsítő napnak számított, már szilárd kéreg borította.
De ez a feltételezés tévesnek bizonyult. Meg lehetett állapítani, hogy a Szíriusz szerény műholdja egyáltalán nem halványuló csillag, hanem éppen ellenkezőleg, olyan csillagokhoz tartozik, amelyek felszíni hőmérséklete magas, sokkal magasabb, mint a mi Napunké. Ez teljesen megváltoztatja a dolgokat. A gyenge fényerő tehát csak a kis méret ennek a csillagnak a felszíne. A számítások szerint 360-szor kevesebb fényt bocsát ki, mint a Nap; ez azt jelenti, hogy felületének legalább 360-szor kisebbnek kell lennie, mint a Napé, a sugarának pedig j/360-nak, azaz 19-szer kisebbnek kell lennie, mint a Napé. Ebből arra következtetünk, hogy a Szíriusz műhold térfogatának kisebbnek kell lennie, mint a Nap térfogatának 6800-a, tömege pedig csaknem 0,8-a a nappali fény tömegének. Ez önmagában a csillag anyagának nagy sűrűségéről beszél. Egy pontosabb számítás a bolygó átmérőjére csak 40 000 km-t, következésképpen a sűrűségre ad - ez a szörnyű szám, amelyet a szakasz elején adtunk meg: a víz sűrűségének 60 000-szerese.
„Fügessétek a fülüket, fizikusok: inváziót terveznek a környéketekre” – jutnak eszébe Kepler szavai, amelyeket azonban egy másik alkalommal mondott el. Valójában eddig egyetlen fizikus sem tudott ilyesmit elképzelni. Normál körülmények között egy ilyen jelentős tömörítés teljesen elképzelhetetlen, mivel a normál atomok közötti hézagok behatolnak szilárd anyagok túl kicsik ahhoz, hogy anyaguk észrevehető összenyomását lehetővé tegye. Más a helyzet a "megcsonkított" atomok esetében, amelyek elvesztették az atommagok körül keringő elektronokat. Az elektronok elvesztése több ezerszeresére csökkenti az atom átmérőjét, szinte anélkül, hogy csökkentené a tömegét; a csupasz mag körülbelül annyiszor kisebb egy normál atomnál, mint egy légy, mint egy nagy épület. A csillaggömb belsejében uralkodó szörnyű nyomás hatására ezek a redukált atommagok ezerszer közelebb tudnak közeledni, mint a normál atomok, és olyan hallatlan sűrűségű anyagot hoznak létre, amely a Szíriusz műholdján található.
Az elmondottak után nem tűnik hihetetlennek egy olyan csillag felfedezése, amelynek átlagos anyagsűrűsége további 500-szor nagyobb, mint a korábban említett Sirius B csillagé. Egy 13. magnitúdójú kis csillagról beszélünk. a Cassiopeia csillagképben, amelyet 1935 végén fedeztek fel. A térfogata nem nagyobb, mint a Mars és nyolcszor kisebb a földgömb, ennek a csillagnak a tömege közel háromszorosa a mi Napunk tömegének (pontosabban 2,8-szorosa). Közönséges egységekben az anyag átlagos sűrűsége 36 000 000 g/cm3. Ez azt jelenti, hogy 1 cm3 ilyen anyag 36 tonnát nyomna a Földön, tehát ez az anyag majdnem 2 milliószor sűrűbb, mint az arany.
Néhány évvel ezelőtt persze a tudósok elképzelhetetlennek tartották volna a platinánál milliószor sűrűbb anyag létezését. A világegyetem szakadékai valószínűleg még sok ilyen természeti csodát rejtenek.
Ez a tíz elemből álló alaplista a "legnehezebb" az eggyel sűrűség szempontjából köbcentiméter. Azonban vegye figyelembe, hogy a sűrűség nem tömeg, egyszerűen csak azt jelzi, hogy a test tömege mennyire szorosan össze van csomagolva.
Most, hogy megértettük ezt, vessünk egy pillantást az emberiség által ismert legnehezebbre a világegyetemben.
10. Tantál
Sűrűség 1 cm³ - 16,67 g
A tantál rendszáma 73. Ez a kékesszürke fém nagyon kemény, és rendkívül magas olvadáspontja is van.
9. Urán (Urán) 
Sűrűség 1 cm³ - 19,05 g
Martin H. Klaprot német kémikus fedezte fel 1789-ben, és csaknem száz évvel később, 1841-ben vált valódi uránná, köszönhetően Eugène Melchior Peligot francia kémikusnak.
8. Wolframium 
Sűrűség 1 cm³ - 19,26 g
A volfrám négy különböző ásványban létezik, és egyben a legnehezebb az összes fontos biológiai szerepet játszó elem közül.
7. Arany (Aurum) 
Sűrűség 1 cm³ - 19,29 g
Azt mondják, a pénz nem terem fán, ami az aranyról nem mondható el! Az eukaliptuszfák levelein apró aranynyomokat találtak.
6. Plutónium (Plutónium) 
Sűrűség 1 cm³ - 20,26 g
Színes oxidációs állapotot mutató plutónium vizesoldat, és spontán megváltoztathatja az oxidációs állapotot és a színt is! Ez egy igazi kaméleon az elemek között.
5. Neptunium 
Sűrűség 1 cm³ - 20,47 g
A Neptunusz bolygóról elnevezett bolygót Edwin McMillan professzor fedezte fel 1940-ben. Ez lett az első felfedezett szintetikus transzurán elem az aktinidák családjából.
4. Rénium 
Sűrűség 1 cm³ - 21,01 g
Ennek neve kémiai elem a latin „Rhenus” szóból származik, ami „Rajna”-t jelent. Walter Noddack fedezte fel Németországban 1925-ben.
3. Platina (Platina) 
Sűrűség 1 cm³ - 21,45 g
Az egyik legértékesebb fém ezen a listán (az arannyal együtt), és szinte mindenhez használják. Furcsa tény: az összes kibányászott platina (az utolsó szemcsékig) elfért egy közepes méretű nappaliban! Nem sok, tényleg. (Próbáld meg beletenni az összes aranyat.)
2. Iridium (Iridium)
Sűrűség 1 cm³ - 22,56 g
Az irídiumot 1803-ban Londonban fedezte fel Smithson Tennant (Smithson Tennant) angol kémikus az ozmiummal együtt: az elemek a természetes platinában szennyeződésként voltak jelen. Igen, az irídiumot pusztán véletlenül fedezték fel.
1. Ozmium
Sűrűség 1 cm³ - 22,59 g
Nincs nehezebb (köbcentiméterenként) az ozmiumnál. Ennek az elemnek a neve az ógörög "osme" szóból származik, ami "szagot" jelent, mivel a savban vagy vízben való oldódás kémiai reakcióit kellemetlen, tartós szag kíséri.