Quand vous parlez de la lourdeur d'un métal, vous parlez vraiment de sa densité. La densité est une mesure de l'étroitesse de la matière. Lorsque vous regardez la densité de différents métaux, vous pouvez être surpris. Vous pouvez penser que le plomb est très dense, mais de nombreux autres métaux ont une densité bien plus élevée.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
L'osmium et l'iridium sont les métaux les plus denses au monde, mais la masse atomique relative est une autre façon de mesurer le « poids ». Les métaux les plus lourds en termes de masse atomique relative sont le plutonium et l'uranium.
Densité vs. Poids atomique
Lorsqu'on parle de métaux lourds, il faut faire la distinction entre la densité et le poids atomique. La densité d'un matériau est la masse par unité de volume. La densité est mesurée en kilogrammes par mètre cube (kg/m3) ou grammes par cm cube (g/cm3). La densité affecte la façon dont les différents matériaux interagissent. Par exemple, de nombreux types de métal coulent dans l'eau parce que le métal a une densité plus élevée (c'est-à-dire qu'il est plus dense) que l'eau.
D'autre part, le poids atomique est la masse moyenne d'atomes d'un élément. Une unité de poids atomique, sans dimension, est basée sur un douzième (0,0833) du poids d'un atome de carbone 12 dans son état fondamental. En d'autres termes, un atome de carbone-12 se voit attribuer 12 unités de masse atomique. Le poids atomique est plus communément appelé masse atomique relative pour éviter toute confusion car la masse atomique n'est pas exactement la même chose comme poids atomique, et "poids" implique une force exercée dans un champ gravitationnel, mesurée en unités de force telles que newtons.
Métaux les plus denses
L'osmium et l'iridium sont les métaux les plus denses. En d'autres termes, leurs atomes sont emballés plus étroitement sous forme solide que les autres métaux. Avec une densité de 22,6 g/cm3 et 22,4 g/cm3 respectivement, l'osmium et l'iridium sont environ deux fois plus denses que le plomb, qui a une densité de 11,3 g/cm3. L'osmium et l'iridium ont tous deux été découverts par le chimiste anglais Smithson Tennant en 1803. L'osmium est rarement utilisé sous sa forme pure et principalement mélangé à d'autres métaux denses comme le platine pour créer un équipement chirurgical très dur et solide. L'iridium est principalement utilisé comme agent de durcissement des alliages de platine pour les équipements devant résister à des températures élevées. Le platine mesure une densité de 21,45 g/cm3. Il ne se mélange pas facilement avec d'autres éléments et, sous sa forme pure, est utilisé dans les convertisseurs catalytiques, les équipements de laboratoire, les équipements dentaires et les bijoux.
Métal le plus lourd par masse atomique relative
L'élément naturel le plus lourd est le plutonium (numéro atomique 94, masse atomique relative 244,0). D'autres métaux lourds en termes de masse atomique relative sont l'uranium (numéro atomique 92, masse atomique relative 238.0289), le radium (numéro atomique 88, masse atomique relative 226.0254) et le radon (numéro atomique 86, masse 222,0). Oganesson (numéro atomique 118) est l'élément le plus lourd du tableau périodique, mais c'est un élément synthétique qui ne peut être observé dans la nature. Le lithium (numéro atomique 3, masse atomique relative 6,941) est le métal le plus léger en termes de masse atomique relative.
Définition des métaux lourds
La définition correcte d'un métal lourd n'a en fait rien à voir avec la masse ou la densité atomique relative. Tout métal toxique peut être qualifié de métal lourd, notamment le plomb, le mercure, l'arsenic, le cadmium, le césium, le chrome, le sélénium, l'argent, nickel, cuivre, aluminium, molybdène, strontium, uranium, cobalt, zinc et manganèse, qui existent tous naturellement sur Terre.