Hvad er det tætteste grundstof i det periodiske system?

Ordet “osmium” er næppe det første ord, der kommer til at tænke på, når du vågner efter en god nats søvn. Og det er, at osmium (Os) er ret sjældent, ja, men det har særlige egenskaber, der gør det til et fascinerende element. Til at begynde med skal du sige, at osmium stammer fra det græske ord osme , “lugt”. I slutningen af ​​artiklen vil vi forstå hvorfor. Det er i midten af ​​det periodiske system og har nogle meget mærkelige naboer, så meget, at nogle af dem ikke rigtig eksisterer i naturen og er blevet fremstillet kunstigt i laboratoriet (hvilket er grunden til, at de kaldes “syntetiske grundstoffer”) . Men det har også værdifulde naboer, med meget god presse og virkelig beundringsværdig: palladium, sølv, platin og guld. Osmium er ikke langt bagefter.

Således er osmium lige så sjældent, som det er værdifuldt. Faktisk er det så sjældent, at det er det mindst udbredte grundstof i jordskorpen. For hvert gram osmium er der 307.333.333 gram oxygen; men ilt, O for hans mange venner, der skylder ham så meget, spiller til fordel, fordi det er det mest rigelige element.

Osmium er også det tætteste af alle metalliske grundstoffer , og i forlængelse heraf af alle grundstoffer. Dens massefylde på 22,6 g/ml gør den som forventet 22,6 gange tungere end vand. Densiteter af metaller varierer meget: de letteste er øverst i det periodiske system og de tungeste i bunden. Her er nogle eksempler (i gram/ml):

• lithium 0,53
• natrium 0,97
• Kalium 0,89
• Jern 7,9
• Bly 11.3
• Kviksølv 13,5
• Guld 19.3

osmium tæthed

Tætheden af ​​et grundstof er relateret til antallet af atomer af det grundstof, der kan placeres i et givet volumen, og også til vægten af ​​kernerne i det pågældende grundstof. Derfor, jo mindre et atoms atomradius og jo højere kernens atomnummer er, desto højere er densiteten af ​​grundstoffet.

Den lille atomradius af osmium resulterer i en tæt adskillelse mellem dets atomer. Denne lille atomadskillelse, sammen med osmiums relativt høje atomnummer, forklarer dens høje tæthed.

Størrelsen af ​​den atomare radius kan tilskrives følgende faktorer, som alle er kvante i naturen:

• F-orbitalerne er meget diffuse og resulterer derfor i dårlig filtrering af de yderste elektroner. I tilfældet med osmium (hvis ydre atomstruktur er: 4f ¹⁴ 5d ⁶ 6s ² ), fører den dårlige afskærmning af dets 4f orbitaler til en sammentrækning af n=5 og n=6 orbitaler.
• På grund af det høje atomnummer af osmium spiller relativistiske effekter ind. Dybest set, i tilfælde af tunge kerner, eller rettere tætte, skal elektronerne, for at forblive stabile i deres kredsløb, bevæge sig med relativistiske hastigheder (den relativistiske hastighed er den, der repræsenterer en betydelig procentdel af lysets hastighed). Under sådanne omstændigheder stiger massen af ​​disse relativistiske elektroner, og radius af s orbital falder (radius af p orbital falder også, men i mindre grad).
• Den orbitale sammentrækning forårsaget af disse to effekter resulterer i en meget mindre atomradius, end man ville forvente for osmium. Som et resultat er metal-metal-bindinger korte. Dette afspejles i det lille volumen af ​​enhedscellen af ​​osmiumets metalliske bindinger (27,96 kubiske ångstrøm). Til sammenligning er volumenet af enhedscellen af ​​bly 121,3 kubik ångstrøm. Derfor kan mange flere osmiumatomer pakkes i et givet volumen end atomer af andre grundstoffer.
• Osmiums relativt høje atomnummer, koblet med dets lille atomradius, som forklaret ovenfor, giver anledning til osmiums høje tæthed.

Hvad bruges osmium til?

På grund af dets kemiske stabilitet, holdbarhed og hårdhed bruges osmium til at lave elektriske kontakter, grammofonstyli, fyldepenne og smykker. Men tingene ændrer sig drastisk, når de kombineres med fire iltatomer: Du får en helt anden slags kemisk udyr, osmiumtetroxid, som udover at være yderst farlig for dit helbred ved indånding, har op til 50 nuancer af lugtafsky. Med andre ord efterlader det dig i mørket og oven i købet lugter det forfærdeligt, meget værre end vi kan forestille os. Men nogle organiske kemikere, også mere end vi kan forestille os, bruger det af en ekstraordinært egoistisk grund: at omdanne en alken (kulbrinte med én kulstof-kulstof-dobbeltbinding) til en diol (kulbrinte med to alkoholgrupper, altså! , OH )!. Og det er allerede kendt:

Kilder

• klikmika. (nd). osmium .
• Lenntech. (nd). Kemiske grundstoffer ordnet efter deres massefylde . osmium .
• Pedraza, J. (2018). Osmium , et sjældent ædelmetal, der i stigende grad bruges i smykker.
• https://www.lenntech.es/periodica/elementos/os.htm