Периодическая таблица считается одним из величайших достижений химической науки

Наука и жизньНаука

Путешествие по таблице элементов: от водорода до оганесона

Доктор химических наук Александр Рулёв, Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского СО РАН.

Серебро испокон веков используется при изготовлении зеркал. Сегодня этим металлом покрывают зеркала телескопов — как правило, с большим диаметром. Это, например, телескоп «Кеплер» и два восьмиметровых телескопа обсерватории Джемини.

Периодическая таблица химических элементов по праву считается одним из величайших достижений химической науки. Сегодня она насчитывает почти вдвое больше элементов, чем полтора века назад, когда Дмитрий Иванович Менделеев опубликовал свой «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сродстве».

Представим себе, что мы смогли проникнуть в наномир и познакомиться с элементами, «населяющими» современную таблицу. В этом случае периодическая система предстала бы в виде высотного здания, имеющего семь «этажей» (периодов), 18 «блоксекций» (групп) которого насчитывают 118 уютных «квартир» (клеток). Некоторые из жильцов — элементы-рекордсмены, многие могут рассказать о себе немало интересного, не без основания претендуя на звание «самый-самый».

В квартире под номером один живёт удивительный элемент — водород H. Он рекордсмен сразу в нескольких номинациях. Это и самый простой, и самый распространённый в природе элемент. На него приходится более 90% всех атомов видимой Вселенной. В обычных условиях он существует в виде самого лёгкого газа: один литр его весит меньше 0,09 г. При охлаждении до −253оС водород переходит в жидкое состояние, превращаясь в самую лёгкую жидкость: десятилитровое ведро такой жидкости весило бы всего 708 г. Водород — единственный химический элемент, все семь братьев-изотопов которого имеют собственные имена. Наиболее известные из них — протий (1H), дейтерий (2H или D) и тритий (3H или T). Имена других тяжёлых изотопов водорода сегодня редко используются. В недрах звёзд водород превращается в гелий.

В результате этой реакции выделяется огромное количество энергии, ничтожная часть которой (одна двухмиллиардная!) попадает на Землю. Благодаря этой энергии и существует жизнь на нашей планете, существуем мы.

Сосед водорода, занимающий квартиру номер два, инертный газ гелий He. Несмотря на то что элемент назван в честь греческого бога Солнца, вещество, состоящее из его атомов, — самая холодная жидкость на Земле: его температура кипения (−269оС) лишь на четыре градуса выше абсолютного нуля. Это единственное простое вещество, температура плавления которого неизвестна: даже при абсолютном нуле оно остаётся жидким и переходит в твёрдое состояние лишь при давлении около 25 атм. Гелий — обладатель самого маленького атома: его радиус всего 31 пм (1 пикометр = 1·10-12 м). Напротив, самыми «пышными формами» может похвастаться цезий Cs, проживающий в квартире номер 55. Его атомный радиус почти на порядок больше — 298 пм. К тому же цезий — самый мягкий металл, да ещё и редкого светло-золотистого цвета (как правило, все металлы серые). Впрочем, и самый твёрдый металл хром Cr имеет голубовато-серебристый цвет. Способность цезия легко отдавать электрон внешнего энергетического уровня делает его ещё и самым активным металлом.

Самый лёгкий металл расположился этажом ниже под водородом. Это литий Li. Его плотность составляет всего 0,534 г/см3, он почти в два раза легче воды. Самый тяжёлый металл — осмий Os — занимает квартиру номер 76. Изготовленный из него куб с ребром 1 м весил бы 22,59 т. Он на сотые доли процента опережает своего соседа из квартиры 77 (иридий Ir) в борьбе за звание элемента с самой высокой плотностью.

Химический состав человеческого тела, масс.%

Путешествуя по таблице элементов, мы непременно должны постучаться в дверь с номером шесть. Это апартаменты самого важного для жизни на Земле элемента — углерода C. Не случайно его называют «королём элементов» Периодической таблицы. Именно углерод — основа всех органических соединений: от простеньких молекул углеводородов до сложнейших белковых нитей или двойной спирали ДНК. Этот химический элемент имеет несколько аллотропных модификаций — хорошо знакомые алмаз, графит, графен и фуллерены. Среди последних наиболее знаменит бакминстерфуллерен, известный в мире под именами футболен, бакибол или просто фуллерен. Благодаря своей безукоризненной симметрии он, возможно, самая красивая молекула Вселенной. Фантастическая красота углеродного кластера C60 настолько ослепительна, что поначалу ни физики, ни химики просто не могли поверить, что такая высокосимметричная молекула вообще может существовать. В 1996 году первооткрыватели фуллерена — Роберт Кёрл, Харольд Крото и Ричард Смолли — были удостоены Нобелевской премии по химии. А полтора десятилетия спустя фуллерены были обнаружены в космическом пространстве. Сегодня это самые большие молекулы из всех, которые когда-либо находили за пределами Земли. Как знать, может быть, именно фуллерен принёс на Землю атомы или молекулы, благодаря которым зародилась жизнь на нашей планете.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Дроны в погоне за картой Дроны в погоне за картой

Человечество до сих пор не составило полную карту своей собственной планеты

Популярная механика
Пространственный контакт и порядок в ядре глазами «биолога-ядерщика» Пространственный контакт и порядок в ядре глазами «биолога-ядерщика»

Ультрамикроскопическая жизнь генома

Наука и жизнь
Восемь умных ног Восемь умных ног

Это морское существо называют «самым курьёзным созданием» на нашей планете

Наука и жизнь
Контактный центр Контактный центр

Журналист Егор Лапшов провел несколько дней в обществе контактеров

Esquire
Что, если не Марс? Что, если не Марс?

Куда можно «переехать» в пределах Солнечной системы

РБК
Что произошло в карьере Месси за последний год? Что произошло в карьере Месси за последний год?

В честь дня рождения аргентинского футболиста вспоминаем, как он провел год

GQ
Авиация Авиация

Что раньше было научной фантастикой, перешло в разряд коммерческой реальности

Robb Report
Фитнес на пляже Фитнес на пляже

На морском побережье обычные упражнения в разы эффективнее

Лиза
Как половчанки породнили Русь и степь Как половчанки породнили Русь и степь

Рассказы о непримиримой вражде русских князей и кочевников сильно преувеличены

Дилетант
Что нового? Что нового?

Интересные направления, которые в ближайшее время станут весьма популярными

Robb Report
Сила цвета Сила цвета

Дизайнер Рошин Лафферти оформила дом в Ирландии

AD
Вопрос о 8,5 млрд рублей остался без ответа. Полковник Захарченко получил 13 лет за скидочную карту и Нота-Банк Вопрос о 8,5 млрд рублей остался без ответа. Полковник Захарченко получил 13 лет за скидочную карту и Нота-Банк

Полковнику Захарченко, задержанному почти три года назад, вынесен приговор

Forbes
Встреча века Встреча века

В Пушкинcком стартуют выставки коллекций Сергея Щукина и Fondation Louis Vuitton

Vogue
Шеф-повар Иппеи Уемура — о суточных щах, рыбе и уважении Шеф-повар Иппеи Уемура — о суточных щах, рыбе и уважении

Шеф из Марселя приехал, чтобы приготовить ужин вместе с Александром Райляном

РБК
50 оправданий людей, которые не хотят меняться 50 оправданий людей, которые не хотят меняться

Что мешает нам стать другими, даже если мы знаем, что перемены необходимы

Psychologies
«Чем хуже у меня что-то получается, тем больше мне это нравится» «Чем хуже у меня что-то получается, тем больше мне это нравится»

Не лишаем ли мы себя удовольствия от процесса?

Psychologies
«Желание получить все здесь и сейчас»: Набиуллина, Силуанов, Кудрин и Орешкин о том, что нужно российской экономике «Желание получить все здесь и сейчас»: Набиуллина, Силуанов, Кудрин и Орешкин о том, что нужно российской экономике

На ПМЭФ обсудили стуктурные реформы, слабые институты и риски кредитного пузыря

Forbes
Как сделать видео из фотографий? Как сделать видео из фотографий?

Хотите быстро запилить крутую сториз для соцсетей? Подскажем несколько сервисов

CHIP
Воздушный бой Воздушный бой

Дроны-истребители, способные уничтожать разведывательные и ударные беспилотники

Популярная механика
Серьезные игры Серьезные игры

Лидерами рейтинга франшиз стали обучающие и развивающие проекты

Forbes
Дети Дианы Арбениной «Мы можем за себя постоять!» Дети Дианы Арбениной «Мы можем за себя постоять!»

Сын и дочь певицы Дианы Арбениной признались, за что их ругают

StarHit
Несостоявшаяся невеста: история проклятого платья Анны Бейкер Несостоявшаяся невеста: история проклятого платья Анны Бейкер

Жутковатая, но романтичная история Анны Бейкер и ее белого платья

Cosmopolitan
«Мысленный волк» Валерии Гай Германики: фильм-провокация на религиозную тему «Мысленный волк» Валерии Гай Германики: фильм-провокация на религиозную тему

Режиссер Валерия Гай Германика вернулась на «Кинотавр»

Esquire
Варвара Визбор: «Вдохновением может быть вкусная еда» Варвара Визбор: «Вдохновением может быть вкусная еда»

Варвара Визбор – о рэпе, совместной работе с L'One и новом альбоме

GQ
Тест игровой гарнитуры Omen Mindframe: климат-контроль для ваших ушей Тест игровой гарнитуры Omen Mindframe: климат-контроль для ваших ушей

В пылу игровых баталий раскаляются и ваши уши

CHIP
«Мы поддерживаем Ивана»: кто продает на Avito газеты с передовицей «Я/Мы Иван Голунов» за 15 000 рублей «Мы поддерживаем Ивана»: кто продает на Avito газеты с передовицей «Я/Мы Иван Голунов» за 15 000 рублей

«Ведомости», «Коммерсантъ» и РБК впервые вышли с одинаковой первой полосой

Forbes
Разрешите представиться. 5 фактов о новом Bentley Flying Spur Разрешите представиться. 5 фактов о новом Bentley Flying Spur

Обновленный двигатель, полноуправляемое шасси и салон, как у роскошной яхты

РБК
Сколько стоит Gram: «Атон» назвал цену криптовалюты от Дурова Сколько стоит Gram: «Атон» назвал цену криптовалюты от Дурова

Детали предложения компании «Атон» для инвесторов в криптовалюту Gram

Forbes
Reuters заподозрило окружение Игоря Сечина в использовании самолетов «Роснефти» в личных целях Reuters заподозрило окружение Игоря Сечина в использовании самолетов «Роснефти» в личных целях

Самолеты «Роснефти» летали на острова в то время, когда там отдыхал Игорь Сечин

Forbes
Вывод средств, политика, рейдерство: что стоит за делом против основателя «Рольфа» Сергея Петрова Вывод средств, политика, рейдерство: что стоит за делом против основателя «Рольфа» Сергея Петрова

Основателя «Рольфа» обвинили в незаконном выводе средств за рубеж

Forbes
Открыть в приложении