Vilket är det tätaste grundämnet i det periodiska systemet?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Ordet ”osmium” är sannolikt inte det första ordet som kommer att tänka på när du vaknar efter en god natts sömn. Och det är att osmium (Os) är ganska sällsynt, ja, men det har speciella egenskaper som gör det till ett fascinerande element. Till att börja med, säg att osmium kommer från det grekiska ordet osme , ”lukt”. I slutet av artikeln kommer vi att förstå varför. Det är i mitten av det periodiska systemet och har några mycket konstiga grannar, så mycket att vissa av dem inte riktigt existerar i naturen, och har tillverkats på konstgjord väg i laboratoriet (vilket är anledningen till att de kallas ”syntetiska grundämnen”) . Men det har också värdefulla grannar, med mycket bra press och verkligen beundransvärt: palladium, silver, platina och guld. Osmium är inte långt efter.

Således är osmium lika sällsynt som det är värdefullt. Faktum är att det är så sällsynt att det är det minst förekommande elementet i jordskorpan. För varje gram osmium finns det 307 333 333 gram syre; men syre, O för hans många vänner som är skyldiga honom så mycket, spelar till fördel, eftersom det är det rikligaste elementet.

Osmium är också den tätaste av alla metalliska element , och i förlängningen av alla element. Dess densitet på 22,6 g/ml gör den 22,6 gånger tyngre än vatten, som förväntat. Tätheterna av metaller varierar mycket: de lättaste är överst i det periodiska systemet och de tyngsta längst ner. Här är några exempel (i gram/ml):

  • litium 0,53
  • natrium 0,97
  • Kalium 0,89
  • Järn 7,9
  • Bly 11.3
  • Merkurius 13,5
  • Guld 19,3

osmiumdensitet

Densiteten av ett grundämne är relaterad till antalet atomer av det elementet som kan placeras i en given volym, och även till vikten av kärnorna i det elementet. Därför, ju mindre atomradien för en atom och ju högre kärnans atomnummer, desto högre densitet av grundämnet.

Den lilla atomradien av osmium resulterar i en nära separation mellan dess atomer. Denna lilla atomseparation, tillsammans med osmiums relativt höga atomnummer, förklarar dess höga densitet.

Storleken på atomradien kan tillskrivas följande faktorer, som alla är av kvanttyp:

  • F-orbitalerna är mycket diffusa och resulterar därför i dålig filtrering av de yttersta elektronerna. I fallet med osmium (vars yttre atomstruktur är: 4f 14 5d 6 6s 2 ), leder den dåliga avskärmningen av dess 4f-orbitaler till en sammandragning av n=5- och n=6-orbitalerna.
  • På grund av det höga atomnumret av osmium kommer relativistiska effekter in i bilden. I grund och botten, i fallet med tunga kärnor, eller snarare täta, måste elektronerna, för att förbli stabila i sin omloppsbana, röra sig med relativistiska hastigheter (den relativistiska hastigheten är den som representerar en betydande andel av ljusets hastighet). Under sådana omständigheter ökar massan av dessa relativistiska elektroner och radien för s-orbitalen minskar (radien för p-orbitalen minskar också, men i mindre utsträckning).
  • Den orbitala sammandragningen som orsakas av dessa två effekter resulterar i en mycket mindre atomradie än vad som skulle förväntas för osmium. Som ett resultat är metall-metallbindningar korta. Detta återspeglas i den lilla volymen av enhetscellen av osmiumets metallbindningar (27,96 kubikångström). Som jämförelse är volymen av enhetscellen av bly 121,3 kubikångström. Därför kan många fler osmiumatomer packas i en given volym än atomer av andra grundämnen.
  • Osmiums relativt höga atomnummer, tillsammans med dess lilla atomradie, som förklarats ovan, ger upphov till osmiums höga densitet.

Vad används osmium till?

På grund av dess kemiska stabilitet, hållbarhet och hårdhet används osmium för att göra elektriska kontakter, grammofonstift, reservoarpennor och smycken. Men saker och ting förändras drastiskt när de kombineras med fyra syreatomer: du får en helt annan sorts kemisk best, osmiumtetroxid, som, förutom att vara mycket farlig för din hälsa vid inandning, har upp till 50 nyanser av luktavsky. Den lämnar dig med andra ord i mörkret och dessutom luktar det fruktansvärt, mycket värre än vi kan föreställa oss. Men vissa organiska kemister, också fler än vi kan föreställa oss, använder det av en utomordentligt självisk anledning: att omvandla en alken (kolväte med en kol-kol-dubbelbindning) till en diol (kolväte med två alkoholgrupper, det vill säga! , OH )!. Och det är redan känt:

osmiumtetroxid
Ampull innehållande 0,1 g osmiumtetroxid och hermetiskt förseglad av uppenbara skäl…

Källor

  • klickmika. (nd). osmium .
  • Lenntech. (nd). Kemiska grundämnen ordnade efter sin densitet . osmium .
  • Pedraza, J. (2018). Osmium , en sällsynt ädelmetall som alltmer används i smycken.
  • https://www.lenntech.es/periodica/elementos/os.htm
-Annons-

mm
Carolina Posada Osorio (BEd)
(Licenciada en Educación. Licenciada en Comunicación e Informática educativa) -COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

Artículos relacionados

Flamfärgtestet