תוֹכֶן
- TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
- צפיפות מול משקל אטומי
- מתכות צפופות ביותר
- המתכת הכבדה במיסה אטומית יחסית
- הגדרת מתכות כבדות
כשאתה מדבר על כמה מתכת היא כבדה, אתה באמת מדבר על כמה שהיא צפופה. צפיפות היא מדידה של עד כמה חומר ארוז יחדיו. כשאתה בוחן את הצפיפות של מתכות שונות, אתה עלול להיות מופתע. אתה עלול לחשוב על עופרת כצפופה מאוד, אך למתכות רבות אחרות יש צפיפות גדולה בהרבה.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
אוסמיום ואירידיום הם המתכות הצפופות ביותר בעולם, אך המסה האטומית יחסית היא דרך נוספת למדידת "משקל". המתכות הכבדות ביותר מבחינת המסה האטומית יחסית הן פלוטוניום ואורניום.
צפיפות מול משקל אטומי
כשמדברים על מתכות כבדות, עליכם להבחין בין צפיפות ומשקל אטומי. הצפיפות של חומר היא מסה לנפח יחידה. הצפיפות נמדדת בקילוגרמים למטר מעוקב (ק"ג / מ"ק)3) או גרם לקמ"ק (גרם / ס"מ)3). צפיפות משפיעה על האינטראקציה בין חומרים שונים. לדוגמה, סוגים רבים של מתכת שוקעים במים מכיוון שלמתכת צפיפות גבוהה יותר (כלומר היא צפופה יותר) מאשר מים.
מצד שני, משקל אטומי הוא המסה הממוצעת של האטומים של יסוד. יחידה במשקל אטומי, חסרת ממדים, מבוססת על שתים עשרה (0.0833) ממשקלו של אטום פחמן -12 במצבו הקרקעי. במילים אחרות, אטום פחמן -12 מוקצה 12 יחידות מסה אטומית. משקל אטומי ידוע יותר כמסה אטומית יחסית כדי למנוע בלבול מכיוון שמסה אטומית אינה בדיוק אותו דבר כמו משקל אטומי, ו"משקל "מרמז על כוח המופעל בשדה כבידה, הנמדד ביחידות כוח כמו ניוטון.
מתכות צפופות ביותר
אוסמיום ואירידיום הם המתכות הצפופות ביותר. במילים אחרות, האטומים שלהם נארזים זה בזה בצורה יותר חזקה בצורה מוצקה מאשר מתכות אחרות. עם צפיפות של 22.6 גרם / ס"מ3 ו 22.4 גרם / ס"מ3 בהתאמה, אוסמיום ואירידיום צפופים בערך פי שניים מעופרת, שיש לה צפיפות של 11.3 גרם / ס"מ3. אוסמיום ואירידיום התגלו שניהם על ידי הכימאי האנגלי סמיתסון טננט בשנת 1803. לעתים רחוקות משתמשים באוסמיום בצורתו הטהורה ומעורבב בעיקר במתכות צפופות אחרות כמו פלטינה ליצירת ציוד כירורגי קשה וחזק מאוד. אירידיום משמש בעיקר כחומר התקשות לסגסוגות פלטינה עבור ציוד העומד בפני טמפרטורות גבוהות. פלטינה מודדת צפיפות של 21.45 גרם / ס"מ3. זה לא מתערבב בקלות עם אלמנטים אחרים ובצורתו הטהורה משמש לממירים קטליטים, ציוד מעבדה, ציוד לרפואת שיניים ותכשיטים.
המתכת הכבדה במיסה אטומית יחסית
היסוד הכבד ביותר המופיע באופן טבעי הוא פלוטוניום (מספר אטומי 94, מסת אטומית יחסית 244.0). מתכות כבדות אחרות מבחינת המסה האטומית יחסית הן אורניום (מספר אטומי 92, מסה אטומית יחסית 238.0289), רדיום (מספר אטומי 88, מסה אטומית יחסית 226.0254) ורדון (מספר אטומי 86, מסה אטומית יחסית 222.0). אוגנסון (מספר אטומי 118) הוא היסוד הכבד ביותר בטבלה המחזורית, אך זהו יסוד סינטטי שלא ניתן לצפות בו בטבע. ליתיום (מספר אטומי 3, מסה אטומית יחסית 6.941) הוא המתכת הקלה ביותר מבחינת המסה האטומית יחסית.
הגדרת מתכות כבדות
ההגדרה הנכונה של מתכת כבדה למעשה לא קשורה למסה אטומית יחסית או לצפיפות.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, כולם קיימים באופן טבעי על פני כדור הארץ.