Care este cel mai greu element din Universul cunoscut? În mod surprinzător, este creat de om

Cea mai recentă versiune a tabelului periodic al lui Mendeleev conține 118 elemente. Este ușor să ne imaginăm că am putea găsi cel mai greu element cunoscut prin scanarea până la ultimul element din tabel, dar acest lucru oferă doar unul dintre mai multe răspunsuri posibile.

Ce înțelegem prin „cel mai greu” element?

Probabil că ați auzit vechea întrebare capcană: „Ce este mai greu, un kilogram de plumb sau un kilogram de pene?” Aceasta se bazează pe faptul că oamenii confundă greutatea cu densitatea. Răspunsul este, desigur, că, din moment ce kilogramul este o unitate de măsură pentru masă şi nu pentru greutate, cele două sunt la fel de grele. Dacă ați dubla cantitatea de pene, acestea ar cântări mai mult decât plumbul.

În consecință, orice element poate fi cel mai greu dacă aveți o cantitate suficientă la dispoziție. Hidrogenul este cel mai ușor element per atom, dar, fiind cel mai comun element din Univers, dacă l-ați aduna pe tot la un loc, ar fi mai greu decât orice altceva.^[sursa]

Ce element are cei mai grei atomi

Probabil că nu mulți oameni caută răspunsul de mai sus, iar dacă ar fi așa, ar pune întrebarea în alt mod. Bănuim că majoritatea celor care caută cel mai greu element se referă la: ce element are cel mai greu atom?

În acest caz, răspunsul este destul de mult o remiză. Oganessonul, acel element din partea dreaptă jos a tabelului periodic, are 118 protoni. Singurul izotop al acestuia pe care oamenii de ştiinţă au reușit să îl producă are 176 de neutroni, pentru o combinație de 294 de nucleoni, principalul determinant al masei unui atom.

Cu toate acestea, următorul atom din stânga sa în tabelul periodic este tennessinul, din care au fost creați doi izotopi. Unul dintre aceștia este mai ușor, dar și celălalt are 294 de nucleoni – un proton mai puțin și un neutron mai mult. Atunci când nu este ionizat, va avea, de asemenea, un electron mai puțin.

Neutronii sunt cu 0,14% mai grei decât protonii, așa că, din acest punct de vedere, tennessinul ar putea părea să câștige, chiar dacă numai la limită. Chiar și adăugarea electronului în plus în ecuație nu acoperă complet această mică diferență. Cu toate acestea, nucleele au, de asemenea, energie de legătură care se poate adăuga la masa lor.

Nu am reușit să găsim nicio estimare a masei de legătură a celor două nuclee, pentru a vedea dacă acest lucru face vreo diferență, așa că tot ceea ce putem spune cu adevărat este că oganessonul și izotopul mai greu al tennessinului se află în finală pentru acest premiu.

Ce se întâmplă dacă atomii cu viață scurtă nu contează

Nici oganessonul, nici tennessinul nu rămân în viață suficient de mult timp pentru a avea aplicații practice – ambele au o perioadă de înjumătățire măsurată în milisecunde. Mulți oameni ar putea considera că acestea nici nu contează, deoarece nici măcar nu ar fi observate înainte ca ele să dispară.

Cel mai greu izotop stabil (adică unul care nu se dezintegrează radioactiv deloc) este plumbul-208. Cu toate acestea, există, de asemenea, unii izotopi mult mai grei care rezistă cu ușurință suficient de mult timp pentru a fi studiați. S-a descoperit abia destul de recent că bismutul-209 este slab radioactiv – cu un timp de înjumătățire de un miliard de ori mai mare decât vârsta Universului, aceste lucruri sunt greu de observat.

Puteți stabili limite arbitrare cu privire la cât timp trebuie să reziste un atom pentru a fi luat în considerare. În funcție de faptul că timpul de înjumătățire trebuie să fie mai mare de un minut, mai mare de o zi sau mai mare de un an, veți obține răspunsuri diferite.

Cum rămâne cu cel mai dens element?

Revenind la întrebarea capcană la care ne-am referit la început, uneori, atunci când oamenii spun cel mai greu, folosesc termenul scurt (dar incorect) pentru densitate și nu pentru greutate/masă.

Ați putea crede că răspunsul la întrebarea privind cel mai dens element ar fi același. În general, materialele fabricate din atomi cu nuclee grele tind să fie mai dense la o anumită temperatură decât cele cu nuclee ușoare. Cu toate acestea, corelația este departe de a fi perfectă.

Densitatea oganessonului și a tennessinului, deși este ridicată în raport cu standardele materialelor pe care le întâlnim cel mai des, se crede că este foarte departe de maxim. Acest lucru se datorează faptului că electronii lor externi sunt probabil relativ dispersați în comparație cu alte elemente grele, menținând nucleele mai departe unul de celălalt. Nu știm acest lucru cu certitudine, din cauza acelui lucru enervant cu timpul de înjumătățire de milisecunde, dar există o mulțime de motive pentru a ne aștepta la acest lucru, pe baza elementelor cu timpi de înjumătățire mai lungi.

Se crede că hassiul și meitneriul sunt fiecare de aproximativ patru ori mai denși decât oganessonul și tennessinul, dar, din nou, nu dispunem de măsurători fiabile și, în special, nu putem spune care dintre aceste două elemente este mai dens.

Cele mai dense două elemente care au fost măsurate vreodată sunt iridiul și osmiul. Știm că acestea au o densitate de 22,6 g/cm³, dar există rapoarte contradictorii cu privire la care dintre cele două este puțin mai greu.

Dacă cineva dorește cu adevărat să afle răspunsul, este binevenit să trimită un stoc substanțial din fiecare element la sediul DespreLume.ro, iar noi promitem să măsurăm cu precizie greutatea și volumul fiecăruia. Ar trebui totuși să fie un stoc destul de mare, pentru acuratețe, iar la un preț de mii de dolari pe fiecare gram de iridiu nu garantăm că îl vom trimite înapoi.