Физические характеристики химических элементов имеют важнейшее значение. Ведь они формируют каждое взаимодействие во Вселенной, они показывают, как были созданы эти элементы и определяют то, как их можно использовать. Ответить на вопрос о том, какой химический элемент является самым тяжелым во Вселенной кажется несложно, но существует много нюансов, пишет IFLScience...

Масса и вес

Для начала важно понимать, что масса и вес не являются одинаковыми понятиями. Масса – это постоянная характеристика любого вещества или объекта, в то время как вес зависит от того, какую гравитацию имеет место, где находится то или иное вещество или объект. То есть, например, вес человека будет разным на Земле и Марсе, а масса одной и той же. Поэтому для определения самого тяжелого химического элемента лучше использовать именно массу.

Самый тяжелый химический элемент во Вселенной

Можно считать, что самым тяжелым известным химическим элементом является уран. Но, если быть точнее, то изотоп урана под названием уран-238. Это самый распространенный и самый стабильный изотоп, который можно обнаружить в природе. Атомная масса этого изотопа указана в его названии и составляет 238, и она показывает сумму протонов и нейтронов в ядре его атомов. В ядре атома урана-238 имеется 92 протона и 146 нейтронов.

Элементы, имеющие большее количество протонов были обнаружены в результате лабораторных экспериментов. Например, плутоний был создан в лаборатории и имеет в ядре атома 94 протона и его получают из изотопа урана-238. Но оказалось, что плутоний также можно обнаружить в природе, в частности его нашли в метеоритной пыли, осевшей на морском дне. Поэтому изотоп плутония под названием плутоний-244 является самым тяжелым из известных нам природных химических элементов.

Но ученые смогли создать в лаборатории еще более тяжелые химические элементы. Самым тяжелым из всех элементов, которые были созданы в лаборатории, считается оганесон. Ядро его атома имеет 118 протонов и 176 нейтронов и таким образом его атомная масса составляет 294. Впервые этот элемент создали еще в 2002 году.


Можно создать еще более тяжелые химические элементы

Возможно ученые смогут создать еще больше искусственных химических элементов, которые будут еще тяжелее, но главное, чтобы они оставались стабильными. Например, ученые считают, что наиболее стабильными элементами являются те, которые имеют в своем ядре 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126 протонов и/или нейтронов. Но пока что такая стабильность была подтверждена именно для количества нейтронов. Но сейчас предполагается, что самым тяжелым химическим элементом может стать гипотетический унбигексий. Он должен иметь в ядре атома 126 протонов и намного больше нейтронов. Теперь осталось его не просто создать, но и чтобы он был стабильным для того, чтобы можно было измерить его физические характеристики.

Килограмм свинца тяжелее килограмма перьев или нет?

Но есть еще одна важная физическая величина – плотность. Она показывает, сколько массы вещества занимает определенный объем. То есть сколько килограммов или граммов чего-то вмещается, например, в кубический сантиметр или кубический метр объема. Например, из-за того, что свинец более плотный, то килограмм свинца будет тяжелее, чем, например, килограмм перьев, хотя они имеют одинаковую массу.

Плотность не зависит от атомной массы, поэтому, если у вас есть куб урана и куб другого химического элемента, то уран не будет самым плотным, потому что он самый тяжелый, то есть у него самая большая масса. Самым плотным известным элементом является осмий, а на втором месте расположился элемент иридий. Оба эти химические элемента почти в 2 раза плотнее свинца.

Причиной того, что эти элементы имеют высокую плотность, состоит в том они имеют большую атомную массу, но маленький размер атома. Это происходит из-за того, что в этих атомах очень компактно размещены электроны. Поэтому в том же объеме можно упаковать больше атомов осмия, чем любого другого известного химического элемента. Кстати, осмий почти ив 23 раза плотнее, чем жидкая вода.Источник: "Фокус"