Осмий: тяжёлый, дорогой и совсем не пчела
В периодической таблице существует неофициальная группа самых-самых элементов, своего рода рекордсменов по определённому свойству. По какому параметру сравнивать элементы — выбор на самом деле весьма большой. Можно искать самые редкие элементы, самые дорогие или даже элементы с самым длинным названием. Последнюю номинацию, кстати, делят между собой три элемента: протактиний, резерфордий и дармштадтий. Мы же поговорим об элементе с самой высокой плотностью, и это совсем не уран или ртуть, а элемент с порядковым номером 76 — осмий.
Конечно, если говорить строго научным языком, то у элемента не может быть плотности, потому что элемент — это название определённого типа атомов. А плотность и множество других свойств появляются уже у вещества, представляющего собой объединение хотя бы нескольких атомов. Если объединяются атомы одного вида, то такое вещество называется простым. Например, если мы соберём вместе много атомов золота, то получим тоже золото, но уже в виде драгоценного металла жёлтого цвета. Путаница возникает из-за того, что элемент и простое вещество называются одинаково, хотя за одним и тем же названием стоит разный смысл. Так и с осмием: самую большую плотность, которая более чем в полтора раза больше, чем у ртути, имеет именно простое вещество осмий, а совсем не элемент. Обычно химики не любят уточнять, что они имеют в виду — элемент или простое вещество, считая, что это и так очевидно из контекста. Хотя в некоторых случаях, когда обе трактовки по смыслу кажутся вполне допустимыми, с первого раза бывает не просто разобраться, о чём же идёт речь. Вооружившись этим небольшим ликбезом по химической терминологии, вернёмся к осмию.
Как мы уже сказали, у осмия самая высокая плотность из всех известных веществ. А знаете, что попробует сделать настоящий исследователь, если ему дать самый плотный в мире металл? Разумеется, он попытается уплотнить его ещё больше! И у этого занятия помимо исследовательского азарта есть и вполне конкретный научный интерес. Всё дело в том, что при очень высоких давлениях обычные вещества могут непредсказуемо менять свои свойства. Блестящий металлический натрий превращается в прозрачный диэлектрик, а газообразный кислород, наоборот, затвердевает и даже становится сверхпроводником. Всё это открывает окно в уникальный мир сверхвысоких давлений, которые существуют, к примеру, в ядрах планет. Чтобы не лезть за сверхвысоким давлением в самый центр Земли, исследователи придумали интересный инструмент — алмазную наковальню. Благодаря исключительной твёрдости алмаза между двумя его поверхностями можно создать колоссальное давление, даже в два раза большее, чем в центре Земли. А за счёт его прозрачности сквозь алмазные наковальни можно в прямом смысле посмотреть, что же там происходит с исследуемым веществом. Так что же произошло с осмием, когда его сжали с давлением почти восемь миллионов атмосфер? Самое удивительное, что практически ничего — осмий сохранил свою кристаллическую структуру и все остальные свойства, попутно получив ещё один «приз» в номинации «самое устойчивое к давлению