Mikä on jaksollisen taulukon tihein alkuaine?

Sana ”osmium” ei todennäköisesti ole ensimmäinen sana, joka tulee mieleen, kun heräät hyvin nukutun yön jälkeen. Ja se on, että osmium (Os) on melko harvinainen, kyllä, mutta sillä on erityisiä ominaisuuksia, jotka tekevät siitä kiehtovan elementin. Sano aluksi, että osmium tulee kreikan sanasta osme , ”haju”. Artikkelin lopussa ymmärrämme miksi. Se on jaksollisen järjestelmän keskellä ja sillä on hyvin outoja naapureita, niin paljon, että joitain niistä ei todellakaan ole luonnossa, ja ne on valmistettu keinotekoisesti laboratoriossa (siksi niitä kutsutaan ”synteettisiksi elementeiksi”). . Mutta sillä on myös arvokkaita naapureita, joilla on erittäin hyvä paino ja todella ihailtavia: palladiumia, hopeaa, platinaa ja kultaa. Osmium ei ole paljon jäljessä.

Siten osmium on yhtä harvinainen kuin arvokaskin. Itse asiassa se on niin harvinainen, että se on vähiten esiintyvä alkuaine maankuoressa. Jokaista osmiumigrammaa kohti on 307 333 333 grammaa happea; mutta happi, oi hänen monille ystävilleen, jotka ovat hänelle niin paljon velkaa, on eduksi, koska se on runsain alkuaine.

Osmium on myös tihein kaikista metallisista alkuaineista ja siten myös kaikista alkuaineista. Sen tiheys 22,6 g/ml tekee siitä 22,6 kertaa raskaampaa kuin vettä, kuten odotettiin. Metallien tiheydet vaihtelevat suuresti: kevyimmät ovat jaksollisen järjestelmän yläosassa ja raskaimmat alaosassa. Tässä muutamia esimerkkejä (grammaa/ml):

• litium 0,53
• natrium 0,97
• kalium 0,89
• Rauta 7.9
• Johda 11.3
• Merkurius 13.5
• Kulta 19.3

osmiumin tiheys

Alkuaineen tiheys on suhteessa alkuaineen atomien lukumäärään, joka voidaan sijoittaa tiettyyn tilavuuteen, ja myös kyseisen alkuaineen ytimien painoon. Siksi mitä pienempi atomin atomisäde on ja mitä suurempi ytimen atomiluku, sitä suurempi on elementin tiheys.

Osmiumin pieni atomisäde johtaa tiiviiseen eroon sen atomien välillä. Tämä pieni atomierottelu yhdessä osmiumin suhteellisen suuren atomiluvun kanssa selittää sen suuren tiheyden.

Atomisäteen koon voidaan katsoa johtuvan seuraavista tekijöistä, jotka kaikki ovat luonteeltaan kvantteja:

• F-orbitaalit ovat hyvin diffuuseja ja johtavat siksi uloimpien elektronien huonoon suodatukseen. ^{Osmiumin (jonka ulkoinen atomirakenne on: 4f 14} 5d ⁶ 6s ² ) tapauksessa sen 4f-orbitaalien huono suojaus johtaa n=5- ja n=6-orbitaalien supistumiseen.
• Osmiumin suuresta atomiluvusta johtuen relativistiset vaikutukset tulevat peliin. Pohjimmiltaan raskaiden ytimien tai pikemminkin tiheiden ytimien tapauksessa elektronien täytyy liikkua relativistisilla nopeuksilla pysyäkseen vakaina kiertoradalla (relativistinen nopeus on se, joka edustaa merkittävää prosenttiosuutta valon nopeudesta). Tällaisissa olosuhteissa noiden relativististen elektronien massa kasvaa ja s-kiertoradan säde pienenee (p-kiertoradan säde myös pienenee, mutta vähemmässä määrin).
• Näiden kahden vaikutuksen aiheuttama kiertoradan supistuminen johtaa paljon pienempään atomisäteeseen kuin mitä osmiumille odotettaisiin. Tämän seurauksena metalli-metalli-sidokset ovat lyhyitä. Tämä näkyy osmiumin metallisidosten yksikkösolun pienessä tilavuudessa (27,96 kuutiometriä angströmiä). Vertailun vuoksi lyijyn yksikkökennon tilavuus on 121,3 kuutiometriä angströmiä. Siksi tiettyyn tilavuuteen voidaan pakata paljon enemmän osmiumatomeja kuin muiden alkuaineiden atomeja.
• Osmiumin suhteellisen korkea atomiluku yhdistettynä sen pieneen atomisäteeseen, kuten edellä selitettiin, aiheuttaa osmiumin suuren tiheyden.

Mihin osmiumia käytetään?

Kemiallisen stabiiliuutensa, kestävyytensä ja kovuudensa ansiosta osmiumia käytetään sähkökontaktien, fonografin kynsien, mustekynien ja korujen valmistukseen. Mutta asiat muuttuvat dramaattisesti, kun se yhdistetään neljään happiatomiin: saat täysin toisenlaisen kemiallisen pedon, osmiumtetroksidin, joka sen lisäksi, että se on hengitettynä erittäin vaarallista terveydelle, sisältää jopa 50 hajuinhoa. Toisin sanoen se jättää sinut pimeyteen ja lisäksi se haisee kamalalta, paljon pahemmalta kuin voimme kuvitella. Jotkut orgaaniset kemistit, myös enemmän kuin voimme kuvitella, käyttävät sitä kuitenkin poikkeuksellisen itsekkäästä syystä: muuttaakseen alkeenin (hiilivety, jossa on yksi hiili-hiili-kaksoissidos) dioliksi (hiilivety, jossa on kaksi alkoholiryhmää, eli! , OH )!. Ja se on jo tiedossa:

Lähteet

• clickmica. (nd). osmium .
• Lenntech. (nd). Kemialliset alkuaineet järjestykseen tiheyden mukaan . osmium .
• Pedraza, J. (2018). Osmium , harvinainen jalometalli, jota käytetään yhä enemmän koruissa.
• https://www.lenntech.es/periodica/elementos/os.htm