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

Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
Stars are born Stars are born

Знакомьтесь: Виктория Мирошниченко и Василиса Перелыгина

OK!
Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
Недовольны своей внешностью? Включайте чувство юмора! Недовольны своей внешностью? Включайте чувство юмора!

Как не поддаваться влиянию гламурных образов, рассказывает психолог Рене Энгельн

Psychologies
106 минут новой эры 106 минут новой эры

Какое значение орбитальный рейс Юрия Гагарина имел для мировой науки

Наука и жизнь
Тест телевизора LG OLED 55C97LA: фантастическая картинка, превосходный дизайн Тест телевизора LG OLED 55C97LA: фантастическая картинка, превосходный дизайн

LG OLED 55C9 является замечательным телевизором

CHIP
Постижение полярного пленэра Постижение полярного пленэра

Седьмой том «Энциклопедии освоения Севера» — «Строго на Север»

Дилетант
Назад в доантибиотиковую эру? Назад в доантибиотиковую эру?

Устойчивость болезнетворных бактерий к антибиотикам — серьёзная угроза людям

Наука и жизнь
Для одних Кастильская, а для других — Католичка Для одних Кастильская, а для других — Католичка

Изабелла почитается как величайшая правительница в истории Испании

Дилетант
Звук в умном доме: современные решения и технологии Звук в умном доме: современные решения и технологии

Управлять голосом — закономерный шаг в развитии идей умного дома

Cosmopolitan
Дневники Софии Дневники Софии

Модный консультант София Санчес де Бетак об участии в Met Gala

Vogue
Финансист Всеволод Розанов: Российские облигации как объект вложения — неплохой вариант Финансист Всеволод Розанов: Российские облигации как объект вложения — неплохой вариант

Во что вкладываться начинающему инвестору?

СНОБ
Самый громкий провал американского авиапрома: Boeing-2707 Самый громкий провал американского авиапрома: Boeing-2707

Сверхзвуковые пассажирские лайнеры Ту-144 и Concorde

Популярная механика
Что значит «одеваться не по возрасту»: мнение стилиста Что значит «одеваться не по возрасту»: мнение стилиста

Что думают стилисты о фразе «Не по возрасту оделся!»

Psychologies
Кризис нежного возраста. 7 советов родителям подростка Кризис нежного возраста. 7 советов родителям подростка

Как помочь подростку справиться с трудными ситуациями в школе и дома

СНОБ
«Зефир» с парашютом: самый безопасный вертолет в мире «Зефир» с парашютом: самый безопасный вертолет в мире

Curti Aerospace заканчивает сертификацию легкого двухместного вертолета Zefhir

Популярная механика
Автоюристы больше не нужны? Автоюристы больше не нужны?

При спорах по ОСАГО автомобилистов будет защищать финансовый омбудсмен

АвтоМир
Джаред Лето: Джаред Лето:

Джаред Лето рассказал о своих планах в кино и на телевидении

Esquire
Поле битвы: Земля Поле битвы: Земля

Эпо­ха су­пер­дер­жав за­кон­чи­лась

GQ
Одна вокруг света. Как увидеть всю Африку в одном месте Одна вокруг света. Как увидеть всю Африку в одном месте

33-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
«Великий комбинатор 1990-х»: как жил Сергей Мавроди «Великий комбинатор 1990-х»: как жил Сергей Мавроди

Esquire проходит по следам «великого комбинатора» 1990-х

Популярная механика
Я не смогу. Как стереотипы мешают делать карьеру Я не смогу. Как стереотипы мешают делать карьеру

С женщиной, успешно строящей карьеру, связано множество стереотипов

Forbes
Фабрика цифр. Как Росстат собирается стать полезным для бизнеса Фабрика цифр. Как Росстат собирается стать полезным для бизнеса

Росстат за последний год стал одним из самых критикуемых ведомств в стране

Forbes
Фитнес на пляже Фитнес на пляже

На морском побережье обычные упражнения в разы эффективнее

Лиза
Банки в ожидании больших перемен Банки в ожидании больших перемен

Банкам пришла пора меняться

Forbes
Марка аксессуаров, за которой стоит следить: очень странные очки Percy Lau Марка аксессуаров, за которой стоит следить: очень странные очки Percy Lau

Солнцезащитные очки из Китая — для творческих натур, рейверов и просто смелых

Esquire
Блогеры и бренды. Как люксовые марки пытаются идти в ногу со временем Блогеры и бренды. Как люксовые марки пытаются идти в ногу со временем

Что получают бренды, не побоявшиеся ассоциировать себя с новыми героями

Forbes
5 веских причин сходить на двойное свидание (тебе понравится) 5 веских причин сходить на двойное свидание (тебе понравится)

Самое время попробовать что-то новенькое!

Playboy
Алиса из страны чудес Алиса из страны чудес

Рассказ о фенеке Алисе

Наука и жизнь
Что Тиньков, Греф, Кудрин и другие говорили о деле Baring Vostok на Петербургском форуме Что Тиньков, Греф, Кудрин и другие говорили о деле Baring Vostok на Петербургском форуме

Самые интересные цитаты участников ПМЭФ о деле Майкла Калви и его коллег

Forbes
Открыть в приложении