Densitatea sau, mai exact, densitatea volumetrică masică a unei substanțe este masa sa pe unitatea de volum (exprimată în kg/m3). În spațiu, cel mai dens obiect observat până în prezent este o stea neutronică – miezul prăbușit al unei stele gigantice poate fi de două ori mai masiv decât Soarele nostru.
Dar ce se întâmplă cu Pământul? Care este cel mai dens material de pe Pământ? Haideți să aflăm.
15. Molibdenul
Grație imaginii: John Chapman
Densitate: 10,28 g/cm3
S-ar putea să fie prima dată când auziți despre elementul numit molibden. Pentru început, acesta aparține grupului de metale de tranziție cu un număr atomic de 42. Nu se găsește în stare naturală, deoarece există doar în stare de oxidare în diverse minerale.
În medie, un aliaj de oțel de calitate superioară conține aproximativ 0,25% molibden. O mare parte din molibdenul extras din mine este utilizat pentru a crea diverse tipuri de aliaje. O altă utilizare semnificativă a molibdenului este în domeniul biochimiei, în calitate de catalizator bacterian pentru a sparge azotul molecular atmosferic.
14. Argint
Densitate: 10,49 g/cm3
Din timpuri istorice, argintul a fost apreciat ca fiind unul dintre cele mai importante minerale de pe Pământ, lucru care se întâmplă și astăzi. Pe lângă utilizarea sa în monedă, este folosit și la fabricarea de ornamente, veselă și panouri solare.
Conductivitatea electrică și termică ridicată a argintului este motivul pentru care acesta este utilizat pe scară largă în industria electronică pentru fabricarea de conductori și acoperiri.
13. Plumb
Densitate: 11,34 g/cm3
Plumbul este moale și maleabil și are un punct de topire relativ scăzut. Pe Pământ, plumbul este unul dintre elementele care se găsesc în mod obișnuit alături de sulf. În prezent, este un fapt bine acceptat că plumbul era cunoscut de oameni, chiar înainte de 6000 î.Hr. și a fost probabil folosit pentru topirea metalelor.
Egiptenii antici au fost primii care au folosit plumbul ca produs de consum. În timp ce chinezii antici l-au folosit ca monedă. În secolul XXI, plumbul joacă un rol important în multe sectoare industriale (inclusiv în lucrările de construcții) datorită densității sale ridicate și a toleranței extreme la coroziune. De asemenea, este utilizat ca material de amortizare a zgomotului în pereții și podelele studiourilor.
12. Thorium
Densitate: 11,7 g/cm3
Denumit după Thor, zeul nordic al tunetului, thoriul este un metal radioactiv moderat de puternic, ai cărui izotopi cunoscuți sunt instabili. Este doar al doilea element radioactiv care se găsește în forma sa naturală în scoarța terestră. Este posibil ca toriul să fie de trei ori mai abundent decât uraniul. Conform datelor din 2014 ale Asociației Mondiale Nucleare, India deține cea mai mare rezervă de toriu din lume.
11. Rodiu
Densitate: 12,41 g/cm3
Rodionul este cunoscut pentru rezistența sa extremă la coroziune și pentru proprietatea sa de inert chimic. Deși o cantitate mare de rodiu este recuperată din platină și din alte elemente din grupul platinei, cel puțin unul dintre izotopii săi (103 Rh) se găsește în stare naturală. Elementul a fost descoperit la începutul anilor 1800 de către chimistul englez William Wollaston.
Rodionul este utilizat în principal ca catalizator în TWC sau în convertoarele catalitice cu trei căi (sistemul de control al gazelor de eșapament) din motoarele pe benzină sau diesel, deoarece ajută la minimizarea emisiilor de oxid de azot și dioxid de azot.
10. Mercur
Densitate: 13,53 g/cm3
În opinia mea, mercurul este unul dintre cele mai interesante elemente din tabelul periodic. Este unul dintre cele două elemente solide care devine lichid la temperatura și presiunea normală din mediul ambiant, celălalt fiind bromul. Are un punct de îngheț de până la -38,8 °C și are nevoie de aproximativ 356,7 °C pentru a fierbe.
De asemenea, își schimbă volumul cu aproape 4%, de la 13,69 g/cm3 la 14,184 g/cm3 atunci când se transformă din starea lichidă în starea solidă. Mercurul este utilizat în comerț în barometre, termometre, lămpi și multe alte dispozitive.
9. Tantal
Tantalit MIneral
Densitate: 16,69 g/cm3
Cunoscut anterior sub numele de tantal, aparține grupului de metale refractare, care constituie o parte minoră în diferite tipuri de aliaje. Este dur, rar și are o proprietate de rezistență ridicată la coroziune, ceea ce îl face materialul perfect pentru condensatori de înaltă performanță, ideali pentru computere și electronice de uz casnic.
O altă utilizare majoră a tantalului este în instrumentele chirurgicale și în implanturile corporale, datorită capacității sale de a se lega direct de țesuturile dure din interiorul corpului nostru. În natură, tantalul se găsește în minerale precum columbitul, tantalitul și coltanul.
8. Uraniu
O bucată de uraniu îmbogățit
Densitate: 19,1 g/cm3
La fel ca și toriul, și uraniul este slab radioactiv. În mod natural, uraniul se găsește în trei izotopi diferiți: uraniu-238, uraniu-235 și, mai rar, uraniu-234. Existența unui astfel de element a fost descoperită pentru prima dată în 1789, dar proprietățile sale radioactive au fost descoperite abia în 1896 de către Eugène-Melchior Péligot, iar utilizarea sa practică a avut loc pentru prima dată în 1934, în urma proiectului Manhattan.
7. Tungsten
Mineralul Wolframit
Densitate: 19,25 g/cm3
Cea mai frecventă utilizare a tungstenului este în filamentele becurilor și în tuburile cu raze X, unde punctul său de topire ridicat este important pentru a funcționa eficient în condiții de căldură extremă. În formă pură, punctul său de topire este probabil cel mai ridicat dintre toate metalele care se găsesc pe Pământ. China este cel mai mare producător de tungsten din lume, urmată de Rusia și Canada.
Rezistența sa extrem de mare la tracțiune și greutatea relativ scăzută l-au făcut, de asemenea, un material potrivit pentru grenade și proiectile, unde sunt aliate cu alte metale grele, cum ar fi fierul și nichelul. De asemenea, este folosit ca substitut pentru metale prețioase precum aurul și platina, datorită densității lor aproape identice.
6. Aur
Telescopul spațial James Webb acoperit cu aur
Densitate: 19,30 g/cm3
Aurul este unul dintre cele mai prețioase, populare și căutate materiale de pe Pământ. De fapt, conform informațiilor actuale, aurul provine și din exploziile de supernove din spațiul îndepărtat. Conform tabelului periodic, aurul aparține unui grup de 11 elemente cunoscute sub numele de metale de tranziție.
V-ați întrebat vreodată de ce obțineți întotdeauna aur impur ori de câte ori cumpărați bijuterii? Ei bine, asta pentru că aurul pur (24 de carate) este moale, iar pentru a-l face mai durabil și mai puternic, se adaugă alte metale de bază, cum ar fi cuprul, astfel încât devine impur în acest proces. Este, de asemenea, utilizat în electronică pentru a construi conectori fără coroziune pentru diverse aparate.
5. Plutoniu
Plutoniu expus (piroforicitate)
Densitate: 19,82 g/cm3
În acest moment, plutoniul este cel mai dens element radioactiv din lume. A fost izolat pentru prima dată într-un laborator al Universității din California în 1940, când cercetătorii au detonat uraniul-238 într-un ciclotron uriaș.
La scară largă, acest element mortal a fost folosit pentru prima dată în cadrul Proiectului Manhattan, unde o cantitate substanțială de plutoniu a fost folosită pentru detonarea “Fat Man”, o armă nucleară asupra orașului japonez Nagasaki.
Spre deosebire de majoritatea elementelor din tabelul periodic, densitatea plutoniului crește cu o rată de 2,5%, după atingerea punctului de topire, dar prezintă și o scădere treptată a densității odată cu creșterea temperaturii (înainte de atingerea punctului de topire). După evenimentele din timpul celui de-al Doilea Război Mondial, utilizarea plutoniului este acum limitată exclusiv la producerea de energie nucleară comercială.
4. Reniu
Reniul se găsește din abundență în molibdenit
Densitate: 21,2 g/cm3
Elementul reniu este denumit după râul Rin din Germania, după ce a fost descoperit de trei oameni de știință germani la începutul anilor 1900. La fel ca și celelalte metale din grupul platinei, reniul este, de asemenea, un element al Pământului prețios și are al doilea cel mai ridicat punct de fierbere și al treilea cel mai ridicat punct de topire dintre toate elementele cunoscute.
Datorită acestor proprietăți extreme, reniul (sub formă de superaliaje) este utilizat pe scară largă în lamelele turbinelor și în ajutajele de propulsie ale aproape tuturor motoarelor cu reacție din întreaga lume. Este, de asemenea, unul dintre cei mai buni catalizatori de reformare a naftei (amestec de hidrocarburi lichide), izomerizare și hidrogenare.
3. Platină
Wikimedia Commons
Densitate: 21,45 g/cm3
Platina este un metal terestru extrem de rar, cu o abundență medie de 5 micrograme pe kilogram. Africa de Sud este cel mai mare producător de platină, cu 80% din producția mondială totală, alături de contribuții mici din partea Statelor Unite și a Rusiei. Este densă, ductilă și nereactivă.
În afară de simbolul de prestigiu (bijuterii sau orice alte accesorii similare), platina are utilizări în diverse domenii, cum ar fi industria auto, unde este folosită pentru producerea de dispozitive de control al emisiilor vehiculelor, și pentru rafinarea petrolului.
Alte mici utilizări includ medicina și biomedicina, echipamente de sticlărie, electrozi, medicamente anticancerigene, senzori de oxigen, bujii și motoare cu turbine.
Citește și: 26 cele mai rezistente materiale cunoscute de om
2. Iridiu
Densitate: 22,56 g/cm3
Iridiul este dur, strălucitor și unul dintre cele mai dense metale de tranziție din grupul platinei. De asemenea, are cea mai rezistentă proprietate la coroziune cunoscută până în prezent, chiar și la temperaturi extreme de 2000 °C. A fost descoperit în 1803 printre impuritățile insolubile din platina naturală de către Smithson Tennant.
1. Osmiu
Densitate: 22,59 g/cm3
Osmiul este probabil cel mai dens element natural de pe Pământ, care aparține grupului de metale prețioase platină. Această substanță cu aspect strălucitor este de două ori mai densă decât plumbul.
Citește și: 10+ cele mai dure minerale din lume | Pe scara Mohs
A fost descoperit pentru prima dată de Smithson Tennant și William Hyde Wollaston în 1803, când au izolat pentru prima dată acest element stabil dintr-un zăcământ de platină. Este folosit în principal în penițele stilourilor și în alte materiale în care durabilitatea ridicată este extrem de importantă.
