Určení závažnosti se může zdát jako jednoduchý úkol, ale není. V podstatě jakýkoli kov může být nejtěžším kovem, pokud ho máte dostatečně velké množství. Je tu však jedno upozornění.
Pojem „těžké kovy“ se často objevuje v diskusích o těžbě, různých průmyslových odvětvích a dokonce i o složení některých planetek. Který kov je ale nejtěžší a podaří se nám v budoucnu objevit ještě těžší, píše IFLScience.
Focus.Technology má své vlastní Telegramový kanál. Přihlaste se k odběru, ať vám neuniknou ty nejčerstvější a nejzajímavější novinky ze světa vědy!
Určení závažnosti se může zdát jako jednoduchý úkol, ale není. V podstatě jakýkoli kov může být nejtěžším kovem, pokud ho máte dostatečně velké množství.
Například, pokud byste měli hory různých kovů, pak by železné hory byly nejtěžší kvůli velkému množství železa na Zemi. Železo tvoří významnou část zemského jádra, díky čemuž je objemově nejhmotnější.
Když se většina lidí ptá na nejtěžší kov, myslí tím něco jiného, totiž atomovou hmotnost neboli hustotu jednoho atomu. Atomová hmotnost je počet nukleonů (protonů a neutronů) potřebných k jejímu vytvoření – nebo její hustota. Tyto dva ukazatele spolu souvisí a mají tendenci společně narůstat, ale nekorelují dokonale.
Některé prvky s menším počtem nukleonů mají elektronové obaly, které jim umožňují přiléhat blíže k sobě, takže mají vyšší hustotu než prvky s více nukleony.
Definice toho, co se kvalifikuje jako kov, se liší podle odvětví. Astronomové považují všechny prvky těžší než vodík a helium za kovy, protože tyto dva prvky tvoří většinu hmoty hvězdy.
Fyzici podle definice Sira Nevilla Motta klasifikují kovy jako látky, které vedou elektřinu při absolutní nule (-273,15 °C / -459,67 °F). Za studium kovů dostal Nobelovu cenu.
Chemici však klasifikují kovy na základě jejich pozice v periodické tabulce s jasným rozdělením na kovy a nekovy a také rozpoznávají nejednoznačné případy, jako jsou metaloidy, které vykazují kovové i nekovové vlastnosti.
Prvek s nejtěžším jádrem je kříženec oganessonu a tennessinu. Oganeson má ve svém jediném izotopu 118 protonů a 294 nukleonů, zatímco tennessin má izotopy s 293 a 294 nukleony.
V důsledku toho směs izotopů tennessinu činí oganesson mírně těžší. Z chemického hlediska je tennessin považován za kov, zatímco oganesson s největší pravděpodobností nikoli.
Vědci to nevědí jistě, protože oba mají poločas rozpadu zlomek sekundy, což ztěžuje měření jejich vlastností. Nicméně, extrapolací, hranice mezi kovy a nekovy je obecně odděluje, takže tennessin je nejtěžší kov. Oganesson je ostatně součástí sloupce vzácných plynů v tabulce, jehož prvky mají zcela nekovové vlastnosti.
Podle fyziků je otázka ještě složitější. Žádný z prvků s největšími jádry nepřežil dostatečně dlouho na to, aby otestoval svou vodivost při pokojové teplotě, natož při teplotách blízkých absolutní nule.
Slyšení vnitřního partnera: kolik lidí slyší hlas při mentálním čtení
Z hlediska hustoty mohou být prvky s pevně drženými elektrony hustší než prvky s více nukleony. Měření hustoty pro mnoho prvků jsou však teoretická, protože existují v nepatrných množstvích po krátkou dobu.
Například hassium a meitnerium mají hustotu 27-29 gramů na centimetr krychlový, což je výrazně vyšší než hustota vody. Mezi stabilními prvky mají nejvyšší hustoty iridium a osmium, asi 22,6 g/cm³, ale drobné nesrovnalosti v měření nechávají jejich umístění nevyřešené. Oba jsou jednoznačně kovy.
To vše je založeno na nám známých prvcích. Periodická tabulka však stále roste a od 1940. let 20. století přidala více než XNUMX syntetických prvků. Vědci přitom očekávají, že objeví ještě více.
Existují návrhy na „ostrov stability“, kde mnohem těžší prvky mohou mít delší poločasy. Podle definic astronomů, chemiků a fyziků by se pravděpodobně jednalo o kovy.
Brzy Фокус napsal, zda žraloci skutečně doplavou k pachu kapky krve. Bývalý inženýr NASA se rozhodl mýtus otestovat.
- Sdílet:
- poslat do telegramu
- sdílet na Facebooku
- tweet
- poslat do Viberu
- odeslat na Whatsapp
- odeslat do Messengeru
- Tagy:
- atom
- chemie
- studie
- kov
- periodická tabulka
- масса
- Přečtěte si nás v:
- Přečtěte si o telegramu
- Sledujte na Facebooku
- Sledujte na Twitteru
- Přečtěte si novinky Google
- Přečtěte si ve Viberu
Jako materiálový inženýr s více než 15 lety zkušeností se mě často ptají, jaký je nejtěžší nebo nejhustší kov. Mnoho lidí se domnívá, že wolfram musí být
nejtěžší, protože se široce používá v aplikacích vyžadujících vysokou hustotu, jako jsou protizávaží a stínění proti záření.
Přesná odpověď na tuto otázku však vyžaduje detailní pochopení kovů a jejich vlastností. V tomto článku představím klíčová fakta o.
těžké kovy a zjistit, zda je wolfram skutečně nejtěžším komerčně používaným kovem v současnosti.
Co znamená „těžký“ pro kovy?
Při porovnávání „těžkosti“ kovů musíme nejprve definovat, co rozumíme pojmem těžký. Existují dvě související, ale odlišné vlastnosti, které ovlivňují hmotnost a hustotu kovu:
Atomová hmotnost. Atomová hmotnost (nazývaná také relativní atomová hmotnost) chemického prvku je založena na počtu protonů a neutronů v jeho atomech. Vyšší atomová hmotnost znamená, že jeho atomy jsou tvořeny z více částic, a proto mají větší hmotnost.
Hustota. Toto je míra hustoty nebo kompaktnosti látky. Hustota se rovná hmotnosti dělené objemem. Kov s vyšší hustotou má větší koncentraci hmoty v daném objemu.
Těžký kov tedy může znamenat kov s vysokou atomovou hmotností, vysokou hustotou nebo obojím. Pro srovnání kovů je důležitější vlastností hustota.
Proč je wolfram tak hustý?
wolframmá nejvyšší bod tání ze všech kovů (3422 stupňů) a je známý svou tvrdostí, vysokou hustotou a odolností vůči korozi. Ale co dává wolframu tak vysokou hustotu?
Klíčové faktory jsou:
Vysoká atomová hmotnost. Atomy wolframu mají relativní atomovou hmotnost 183,8, což znamená, že obsahují mnoho protonů a neutronů. Díky tomu má wolfram velmi vysokou atomovou hmotnost.
Kompaktní krystalická struktura. Když wolfram tuhne, vytvoří objemově centrovanou kubickou krystalovou strukturu. Toto husté uspořádání atomů dává wolframu kondenzovanou strukturu a vysokou hustotu.
Legující prvky: Čistý wolfram lze legovat s prvky, jako je nikl, železo nebo měď, aby se dále zvýšila jeho hustota. Tytotěžké slitiny wolframujsou určeny pro aplikace, jako je radiační ochrana.
Stručně řečeno, wolfram má díky svým těžkým atomovým jádrům a efektivnímu uspořádání atomů v pevné formě mimořádnou hustotu. Je ale stále šampionem v těžké váze mezi kovy?
Soupeři v heavy metalu vs. wolfram
Ačkoli je wolfram dlouho považován za nejhustší kov, existují i další uchazeči o tento titul:
Osmium— Tento ultravzácný kov má hustotu 22,57–22,8 g/cm3, což je o něco více než hustota wolframu (19,3 g/cm3). Osmium je však extrémně obtížné zpracovat a vyrábět ve velkém množství kvůli jeho toxicitě a vysokému bodu tání. Díky tomu je wolfram mnohem běžnější v náročných aplikacích.
Zlato— Velmi husté, ale měkké a drahé zlato (19,3 g/cm3) nemá oproti wolframu žádnou výhodu v použitelnosti. Zlato se používá střídmě pro přesné váhy a stínění proti záření, ale ne jako konstrukční kov.
Ochuzený uran— Ochuzený uran s hustotou 19,1 g/cm3 se někdy používá jako náhrada wolframu pro stínění proti záření. Jeho radioaktivita však způsobuje problémy s manipulací a vylučuje mnoho aplikací.
Tantal— Relativně hustá – 16,6 g/cm3,tantalJe odolný vůči korozi a používá se ve slitinách, ale má menší hustotu a často je dražší než wolfram.
Rénium— Rhenium s hustotou 21,02 g/cm3 je jedním z nejhustších kovů. Je však extrémně vzácné a jeho cena přesahuje 3000 XNUMX dolarů za kg, což ho pro většinu aplikací činí nerentabilním.
Jak vidíme, žádný jiný snadno dostupný kov se nevyrovná wolframu v kombinaci vysoké hustoty, metalurgických vlastností, obrobitelnosti a rozumné ceny. Tato jedinečná směs dělá z wolframu funkčního šampiona mezi těžkými komerčními kovy.
Aplikace, které těží z hustoty wolframu
wolframJeho bezkonkurenční hustota mu dává jedinečné výhody v mnoha aplikacích v obranném, průmyslovém, sportovním a dalších odvětvích:
Radiační ochrana – wolframJeho hustota a atomová struktura ho předurčují pro stínění proti rentgenovému a gama záření v lékařských, vědeckých a jaderných aplikacích. Žádný jiný kov se nevyrovná jeho schopnosti tlumit záření na jednotku tloušťky.
Tlumení vibrací— Kompaktní wolframové vložky a protizávaží se používají k tlumení vibrací v aplikacích, jako jsou klikové hřídele automobilů, rotory vrtulníků a přesné přístroje. Jeho hustota maximalizuje setrvačnost v malém objemu.
Balistika – Slitiny wolframuv kombinaci s jinými kovy, jako je železo nebo nikl, za účelem vytvoření kompozitních penetrátorů a protipancéřové munice, s využitím hustoty a tvrdosti wolframu.
Rybářské návnady— Amatérští rybáři používají wolframové jigové hlavičky a platiny, protože se díky své vysoké hustotě rychle potápí. To umožňuje, aby se s návnadou lovilo hlouběji a dosáhlo se ryb u dna.
Golfové kluby— Nejmenší, ale nejhustší hlavy holí vyrábějí výrobci holí z wolframových slitin, aby se optimalizovala hybnost švihu a síla úderu.
Wolfram jednoznačně využívá svou neuvěřitelně vysokou hustotu k zajištění výkonu v řadě jedinečných aplikací. Žádný jiný kov nemůže pro tyto specializované účely nabídnout stejnou účinnost.
Závěr: Wolfram zůstává nejtěžším kovem
Konečně,wolframplně si zaslouží svou pověst nejtěžšího kovu, který se dnes komerčně používá. Jeho status je dán jeho silnou směsí:
Výjimečně vysoká hustota díky jádrům těžkých atomů.
Efektivní krystalová struktura, která pevně uspořádává atomy
Dostupnost v množství a formách, které umožňují široké použití.
Cenově výhodné ve srovnání s jinými hustými drahými kovy
Žádný konkurenční kov se s ním nemůže srovnávatwolframKombinace vysoké hustoty, všestrannosti výroby a dostupnosti. Exotické prvky, jako je osmium a rhenium, sice wolfram hustotou překonávají, ale v jiných praktických aspektech zaostávají.
Pro aplikace vyžadující vysokou hustotu, jako je stínění proti záření, tlumení vibrací a miniaturní závaží,wolframstojí sám o sobě jako nesporný šampion v těžké váze mezi kovy. Je to víc než
bere titul nejtěžšího kovu na světě.
Odkazy:
Barbalache, R. (2022). Periodická tabulka prvků – seřazená podle hustoty. EnvironmentalChemistry.com.
Besser, M., Daen, K. a Bhadeshia, H. (2018). Pokročilé slitiny pro výrobu oceli. Cambridge University Press. doi: 10.1017/9781316776705
Degarmo, E.P., Black, J.T., Kochser, R.A. (2003), Materiály a procesy ve výrobě. Wiley.
Lassner, E. a Schubert, W. (1999). Wolfram: Vlastnosti, chemie, technologie prvku, slitiny a chemické sloučeniny. Springer.
Tanaka, K. (2006). Zařízení pro ukládání energie s vysokou hustotou. Journal of Vacuum Science and Technology A, 24(4), 1247–1253. doi: 10.1116/1.2195131
- Předchozí článek: Co je wolframová ocel?
- Další článek: Jak řezat wolfram?
Znalosti souvisejících oborů
- Wolfram vs. platina
- Titan vs. wolfram
- Jaký je bod tání?
- Wolfram vs. zlato
- Jaká velikost wolframu se používá?
- Jak řezat wolfram?
- Co dělá wolfram?
- Když je titan pevnější než wolfram.
- Je wolfram pevnější než titan? (II)
- Je wolfram pevnější než titan? (Ⅰ)
- Mohou gama paprsky procházet?
- Na jaký kov se nejlépe hodí.
- Co je to klika s protizávažím?
- K čemu se vlci používají?
- Aplikace vah z.
- Aplikace wolframové mědi
- Proč zvolit Kefeng?
- Proč jste si ho vybrali zrovna pro letadla?
- Wolframová tyč s.
- Důležitost ochrany wolframem.
Autorská práva © Xi’an Kefeng Powder Metallurgy Co., Ltd. Všechna práva vyhrazena.
Pokoj b403, budova Qitushidai, č. 14 Huojiu Road, město Xi’an, Čína PC: 710043
Katalog
- Slitiny wolframu
- Měď-wolfram
- Wolframové kovy
- Molybdenové kovy
Rychlá navigace
Kontaktní informace
- Xi’an Kefeng Powder Metallurgy Co., Ltd.
- Kancelář: +86-(029)-82699610
- Funguje na mobilních zařízeních: +86-013679124924
- Mobil: +8613679124924
- Adresa: Roomb403, budova Qitushidai, č. 14 Huojiu Road, město Xi’an, Čína PC: 710043
- E-mail: sales@tungsten-metals.com
- Webové stránky: www.metal-tungsten.com
