כשאתה מדבר על כמה מתכת כבדה, אתה באמת מדבר על כמה שהיא צפופה. צפיפות היא מדידה של עד כמה חומר ארוז בחוזקה. כשאתה בוחן את הצפיפות של מתכות שונות, אתה עלול להיות מופתע. אתה עשוי לחשוב על עופרת כצפוף מאוד, אך למתכות רבות אחרות יש צפיפות רבה בהרבה.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
אוסמיום ואירידיום הם המתכות הצפופות ביותר בעולם, אך מסת אטומית יחסית היא דרך נוספת למדוד "משקל". המתכות הכבדות ביותר מבחינת המסה האטומית היחסית הן פלוטוניום ואורניום.
צפיפות לעומת משקל אטומי
כשמדברים על מתכות כבדות, עליך להבחין בין צפיפות למשקל אטומי. צפיפות החומר היא מסה ליחידת נפח. צפיפות נמדדת בק"ג למ"ק (ק"ג / מ ')3) או גרם לס"מ מעוקב (גרם / ס"מ)3). צפיפות משפיעה על האופן שבו חומרים שונים מתקשרים. לדוגמא, סוגים רבים של מתכות שוקעים במים מכיוון שלמתכת יש צפיפות גבוהה יותר (כלומר, היא צפופה יותר) מאשר מים.
מצד שני, משקל אטומי הוא המסה הממוצעת של אטומים של יסוד. יחידת משקל אטומי, חסרת ממד, מבוססת על שתים-עשרה (0.0833) ממשקלו של אטום פחמן -12 במצבו הקרקעי. במילים אחרות, לאטום פחמן 12 מוקצות 12 יחידות מסה אטומיות. משקל אטומי מכונה בדרך כלל יותר מסה אטומית יחסית, כדי למנוע בלבול מכיוון שמסה אטומית אינה זהה לחלוטין דבר כמו משקל אטומי, ו"משקל "מרמז על כוח המופעל בשדה כוח משיכה, הנמדד ביחידות כוח כגון ניוטונים.
הכי מתכות צפופות
אוסמיום ואירידיום הם המתכות הצפופות ביותר. במילים אחרות, האטומים שלהם ארוזים בצורה הדוקה יותר בצורה מוצקה מאשר מתכות אחרות. עם צפיפות של 22.6 גרם / ס"מ3 ו- 22.4 גרם / ס"מ3 בהתאמה, אוסמיום ואירידיום צפופים פי שניים מעופרת, שצפיפותם 11.3 גרם / ס"מ3. אוסמיום ואירידיום התגלו על ידי הכימאי האנגלי סמיתסון טננט בשנת 1803. אוסמיום משמש לעתים רחוקות בצורתו הטהורה ומעורבב בעיקר עם מתכות צפופות אחרות כמו פלטינה ליצירת ציוד כירורגי קשה וחזק מאוד. אירידיום משמש בעיקר כסוכן התקשות לסגסוגות פלטינה לציוד שצריך לעמוד בטמפרטורות גבוהות. פלטינה מודדת צפיפות של 21.45 גרם / ס"מ3. הוא אינו מתערבב בקלות עם אלמנטים אחרים ובצורתו הטהורה משתמשים בממירים זרזים, ציוד מעבדה, ציוד לרפואת שיניים ותכשיטים.
המטאל הכבד ביותר לפי מיסה אטומית יחסית
היסוד הכבד ביותר המופיע באופן טבעי הוא פלוטוניום (מספר אטומי 94, מסה אטומית יחסית 244.0). מתכות כבדות אחרות במונחים של מסת אטומית יחסית הם אורניום (מספר אטום 92, מסת אטום יחסית 238.0289), רדיום (מספר אטומי 88, מסה אטומית יחסית 226.0254) ורדון (מספר אטומי 86, אטום יחסי מסה 222.0). Oganesson (מספר אטומי 118) הוא היסוד הכבד ביותר בטבלה המחזורית, אך זהו יסוד סינתטי שלא ניתן לצפות בו בטבע. ליתיום (מספר אטומי 3, מסה אטומית יחסית 6.941) הוא המתכת הקלה ביותר מבחינת מסת אטום יחסית.
הגדרת מתכת כבדה
ההגדרה הנכונה של מתכת כבדה למעשה אינה קשורה למסה או צפיפות אטומית יחסית. כל מתכת רעילה יכולה להיקרא מתכת כבדה, כולל עופרת, כספית, ארסן, קדמיום, צזיום, כרום, סלניום, כסף, ניקל, נחושת, אלומיניום, מוליבדן, סטרונציום, אורניום, קובלט, אבץ ומנגן, שכולם קיימים באופן טבעי על פני כדור הארץ.
