Quando parli di quanto sia pesante un metallo, stai davvero parlando di quanto sia denso. La densità è una misura di quanto strettamente la materia è compattata insieme. Quando esamini la densità dei diversi metalli, potresti rimanere sorpreso. Potresti pensare che il piombo sia molto denso, ma molti altri metalli hanno una densità molto maggiore.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Osmio e iridio sono i metalli più densi del mondo, ma la massa atomica relativa è un altro modo per misurare il "peso". I metalli più pesanti in termini di massa atomica relativa sono il plutonio e l'uranio.
Densità vs. Peso atomico
Quando si parla di metalli pesanti, è necessario distinguere tra densità e peso atomico. La densità di un materiale è la massa per unità di volume. La densità è misurata in chilogrammi per metro cubo (kg/m3) o grammi per cm cubo (g/cm3). La densità influenza il modo in cui i diversi materiali interagiscono. Ad esempio, molti tipi di metallo affondano nell'acqua perché il metallo ha una densità maggiore (cioè è più denso) dell'acqua.
D'altra parte, il peso atomico è la massa media degli atomi di un elemento. Un'unità di peso atomico, che è adimensionale, è basata su un dodicesimo (0,0833) del peso di un atomo di carbonio-12 nel suo stato fondamentale. In altre parole, a un atomo di carbonio-12 vengono assegnate 12 unità di massa atomica. Il peso atomico è più comunemente noto come massa atomica relativa per evitare confusione perché la massa atomica non è esattamente la stessa cosa come peso atomico, e "peso" implica una forza esercitata in un campo gravitazionale, misurata in unità di forza come newton.
Metalli più densi
Osmio e iridio sono i metalli più densi. In altre parole, i loro atomi sono impacchettati insieme più strettamente in forma solida rispetto ad altri metalli. Con una densità di 22,6 g/cm3 e 22,4 g/cm3 rispettivamente, osmio e iridio sono circa due volte più densi del piombo, che ha una densità di 11,3 g/cm3. L'osmio e l'iridio furono entrambi scoperti dal chimico inglese Smithson Tennant nel 1803. L'osmio è usato raramente nella sua forma pura e per lo più mescolato con altri metalli densi come il platino per creare apparecchiature chirurgiche molto dure e resistenti. L'iridio viene principalmente utilizzato come agente indurente per leghe di platino per apparecchiature che devono resistere alle alte temperature. Il platino misura una densità di 21,45 g/cm3. Non si mescola facilmente con altri elementi e nella sua forma pura viene utilizzato in convertitori catalitici, apparecchiature di laboratorio, apparecchiature odontoiatriche e gioielli.
Il metallo più pesante per massa atomica relativa
L'elemento naturale più pesante è il plutonio (numero atomico 94, massa atomica relativa 244,0). Altri metalli pesanti in termini di massa atomica relativa sono l'uranio (numero atomico 92, massa atomica relativa 238.0289), radio (numero atomico 88, massa atomica relativa 226.0254) e radon (numero atomico 86, massa atomica relativa massa 222.0). Oganesson (numero atomico 118) è l'elemento più pesante della tavola periodica, ma è un elemento sintetico che non può essere osservato in natura. Il litio (numero atomico 3, massa atomica relativa 6,941) è il metallo più leggero in termini di massa atomica relativa.
Definizione di metalli pesanti
La definizione corretta di un metallo pesante in realtà non ha nulla a che fare con la massa o la densità atomica relativa. Qualsiasi metallo tossico può essere chiamato metallo pesante, inclusi piombo, mercurio, arsenico, cadmio, cesio, cromo, selenio, argento, nichel, rame, alluminio, molibdeno, stronzio, uranio, cobalto, zinco e manganese, tutti presenti naturalmente sulla Terra.