Όταν μιλάτε για το πόσο βαρύ είναι ένα μέταλλο, πραγματικά μιλάτε για το πόσο πυκνό είναι. Η πυκνότητα είναι μια μέτρηση του πόσο στενά συσκευάζεται η ύλη. Όταν εξετάζετε την πυκνότητα διαφορετικών μετάλλων, μπορεί να εκπλαγείτε. Μπορεί να πιστεύετε ότι ο μόλυβδος είναι πολύ πυκνός, αλλά πολλά άλλα μέταλλα έχουν πολύ μεγαλύτερη πυκνότητα.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Το όσμιο και το ιρίδιο είναι τα πυκνότερα μέταλλα στον κόσμο, αλλά η σχετική ατομική μάζα είναι ένας άλλος τρόπος μέτρησης του "βάρους". Τα βαρύτερα μέταλλα όσον αφορά τη σχετική ατομική μάζα είναι το πλουτώνιο και το ουράνιο.
Πυκνότητα εναντίον Ατομικό βάρος
Όταν μιλάτε για βαρέα μέταλλα, πρέπει να διακρίνετε μεταξύ πυκνότητας και ατομικού βάρους. Η πυκνότητα ενός υλικού είναι μάζα ανά μονάδα όγκου. Η πυκνότητα μετράται σε χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο (kg / m3) ή γραμμάρια ανά κυβικό cm (g / cm3). Η πυκνότητα επηρεάζει τον τρόπο αλληλεπίδρασης διαφορετικών υλικών. Για παράδειγμα, πολλοί τύποι μετάλλων βυθίζονται στο νερό επειδή το μέταλλο έχει μεγαλύτερη πυκνότητα (δηλαδή, είναι πιο πυκνό) από το νερό.
Από την άλλη πλευρά, το ατομικό βάρος είναι η μέση μάζα ατόμων ενός στοιχείου. Μια μονάδα ατομικού βάρους, η οποία δεν έχει διάσταση, βασίζεται στο ένα δωδέκατο (0,0833) του βάρους ενός ατόμου άνθρακα-12 στην κατάσταση του εδάφους του. Με άλλα λόγια, σε ένα άτομο άνθρακα-12 εκχωρούνται 12 μονάδες ατομικής μάζας. Το ατομικό βάρος είναι πιο γνωστό ως σχετική ατομική μάζα για να αποφευχθεί η σύγχυση επειδή η ατομική μάζα δεν είναι ακριβώς η ίδια πράγμα ως ατομικό βάρος και το "βάρος" υπονοεί μια δύναμη που ασκείται σε ένα βαρυτικό πεδίο, μετρούμενη σε μονάδες δύναμης όπως Νιούτον.
Πιο πυκνά μέταλλα
Το όσμιο και το ιρίδιο είναι τα πιο πυκνά μέταλλα. Με άλλα λόγια, τα άτομα τους συσκευάζονται πιο σφιχτά σε στερεά μορφή από άλλα μέταλλα. Με πυκνότητα 22,6 g / cm3 και 22,4 g / cm3 αντίστοιχα, το όσμιο και το ιρίδιο είναι περίπου διπλάσιο πυκνό από το μόλυβδο, το οποίο έχει πυκνότητα 11,3 g / cm3. Το Όσμιο και το Ιρίδιο ανακαλύφθηκαν και οι δύο από τον Άγγλο χημικό Smithson Tennant το 1803. Το Osmium σπάνια χρησιμοποιείται στην καθαρή του μορφή και αναμιγνύεται κυρίως με άλλα πυκνά μέταλλα όπως η πλατίνα για τη δημιουργία πολύ σκληρού, ισχυρού χειρουργικού εξοπλισμού. Το Iridium χρησιμοποιείται κυρίως ως σκληρυντικό για κράματα πλατίνας για εξοπλισμό που πρέπει να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες. Το λευκόχρυσο μετρά πυκνότητα 21,45 g / cm3. Δεν αναμιγνύεται εύκολα με άλλα στοιχεία και στην καθαρή του μορφή χρησιμοποιείται σε καταλυτικούς μετατροπείς, εργαστηριακό εξοπλισμό, εξοπλισμό οδοντιατρικής και κοσμήματα.
Βαρύτερο μέταλλο από σχετική ατομική μάζα
Το βαρύτερο φυσικό στοιχείο είναι το πλουτώνιο (ατομικός αριθμός 94, σχετική ατομική μάζα 244.0). Άλλα βαρέα μέταλλα σε όρους σχετικής ατομικής μάζας είναι το ουράνιο (ατομικός αριθμός 92, σχετική ατομική μάζα 238.0289), ράδιο (ατομικός αριθμός 88, σχετική ατομική μάζα 226.0254) και ραδόνιο (ατομικός αριθμός 86, σχετικός ατομικός μάζα 222.0). Το Oganesson (ατομικός αριθμός 118) είναι το βαρύτερο στοιχείο του περιοδικού πίνακα, αλλά είναι ένα συνθετικό στοιχείο που δεν μπορεί να παρατηρηθεί στη φύση. Το λίθιο (ατομικός αριθμός 3, σχετική ατομική μάζα 6.941) είναι το ελαφρύτερο μέταλλο όσον αφορά τη σχετική ατομική μάζα.
Ορισμός βαρέων μετάλλων
Ο σωστός ορισμός ενός βαρέως μετάλλου δεν έχει καμία σχέση με τη σχετική ατομική μάζα ή πυκνότητα. Οποιοδήποτε τοξικό μέταλλο μπορεί να ονομαστεί βαρύ μέταλλο, συμπεριλαμβανομένων μολύβδου, υδραργύρου, αρσενικού, καδμίου, καισίου, χρωμίου, σεληνίου, αργύρου, νικέλιο, χαλκό, αλουμίνιο, μολυβδαίνιο, στρόντιο, ουράνιο, κοβάλτιο, ψευδάργυρο και μαγγάνιο, τα οποία υπάρχουν φυσικά στη Γη.