Har du någonsin undrat vilket element som har högst densitet eller massa per volym? 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 element med högsta densitet: osmium eller iridium. Både osmium och iridium är mycket täta metaller, var och en som väger ungefär dubbelt så mycket som bly. På 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 / cm3medan iridium endast är 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 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 f-elektronbanorna är sammandragna vid n = 5 och n = 6 orbitaler 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 atomantal med ett litet Atom radie.
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.