Unsur kimia manakah yang paling ringan di bumi. Rekor dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Elemen. Catatan kimia untuk zat organik

Ada 94 unsur kimia yang ditemukan di alam. Hingga saat ini, 15 unsur transuranium lainnya telah diperoleh secara artifisial (elemen dari 95 hingga 109), keberadaan 10 di antaranya tidak dapat disangkal.

Paling umum

Litosfer. Oksigen (O), 46,60% berat. Ditemukan pada tahun 1771 oleh Karl Scheele (Swedia).

Suasana. Nitrogen (N), 78,09% volume, 75,52% massa. Ditemukan pada tahun 1772 oleh Rutherford (Inggris Raya).

Semesta. Hidrogen (H), 90% dari total zat. Ditemukan pada tahun 1776 oleh Henry Cavendish (Inggris Raya).

Paling langka (dari 94)

Litosfer. Astatin (At): 0,16 g di kerak bumi. Dibuka pada tahun 1940 oleh Corson (AS) dan karyawannya. Isotop astatin 215 (215 At) yang terbentuk secara alami (ditemukan pada tahun 1943 oleh B. Karlik dan T. Bernert, Austria) hanya terdapat dalam jumlah 4,5 nanogram.

Suasana. Radon (Rn): hanya 2,4 kg (6 10 –20 volume satu bagian per juta). Dibuka pada tahun 1900 oleh Dorn (Jerman). Konsentrasi gas radioaktif ini di area endapan batuan granit diyakini telah menyebabkan sejumlah penyakit kanker. Massa total radon yang ditemukan di kerak bumi, yang digunakan untuk mengisi kembali cadangan gas atmosfer, adalah 160 ton.

Yang paling ringan

Gas. Hidrogen (H) memiliki massa jenis 0,00008989 g/cm 3 pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm. Ditemukan pada tahun 1776 oleh Cavendish (Inggris Raya).

Logam. Litium (Li), dengan massa jenis 0,5334 g/cm 3, merupakan zat padat yang paling ringan. Ditemukan pada tahun 1817 oleh Arfvedson (Swedia).

Kepadatan Maksimum

Osmium (Os), dengan massa jenis 22,59 g/cm 3, adalah yang terberat dari semua padatan. Ditemukan pada tahun 1804 oleh Tennant (Inggris Raya).

Gas terberat

Ini adalah radon (Rn), yang massa jenisnya adalah 0,01005 g/cm 3 pada 0°C. Dibuka pada tahun 1900 oleh Dorn (Jerman).

Terakhir diterima

Unsur 108, atau unniloctium (Uno). Nama sementara ini diberikan oleh Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (IUPAC). Diperoleh pada bulan April 1984 oleh G. Münzenberg dan rekan kerjanya (Jerman Barat), yang mengamati hanya 3 atom unsur ini di laboratorium Society for Heavy Ion Research di Darmstadt. Pada bulan Juni tahun yang sama, muncul pesan bahwa unsur tersebut juga telah diperoleh oleh Yu.Ts. Oganesyan dan kolaborator di Institut Bersama untuk Penelitian Nuklir, Dubna, Uni Soviet.

Sebuah atom unnilenium (Une) diperoleh dengan membombardir bismut dengan ion besi di laboratorium Heavy Ion Research Society, Darmstadt, Jerman Barat, pada tanggal 29 Agustus 1982. Ia memiliki nomor atom tertinggi (elemen 109) dan atom tertinggi massa (266). Menurut data paling awal, ilmuwan Soviet mengamati pembentukan isotop unsur 110 dengan massa atom 272 (nama awal - ununnilium (Uun)).

Yang terbersih

Helium-4 (4 He), diperoleh pada bulan April 1978 oleh P.V. McLintock dari Lancaster University, AS, memiliki kurang dari 2 bagian pengotor per 10 15 bagian volume.

Yang paling sulit

Karbon (C). Dalam bentuk alotropiknya, berlian memiliki kekerasan Knoop sebesar 8400. Dikenal sejak zaman prasejarah.

Yang paling mahal

Californian (Cf) dijual pada tahun 1970 dengan harga $10 per mikrogram. Dibuka pada tahun 1950 oleh Seaborg (AS) dan karyawannya.

Yang paling fleksibel

Emas (Au). Dari 1 g Anda dapat menarik kawat sepanjang 2,4 km. Dikenal sejak 3000 SM.

Kekuatan tarik tertinggi

Boron (B) – 5,7 IPK. Ditemukan pada tahun 1808 oleh Gay-Lussac dan Thénard (Prancis) dan H. Davy (Inggris Raya).

Titik leleh/titik didih

Terendah. Di antara nonlogam, helium-4 (4He) memiliki titik leleh terendah -272,375°C pada tekanan 24,985 atm dan titik didih terendah -268,928°C. Helium ditemukan pada tahun 1868 oleh Lockyer (Inggris Raya) dan Jansen (Prancis). Hidrogen monatomik (H) harus berupa gas superfluida yang tidak dapat dimampatkan. Di antara logam, parameter merkuri (Hg) yang sesuai adalah –38,836°C (titik leleh) dan 356,661°C (titik didih).

Paling atas. Di antara nonlogam, titik leleh dan titik didih tertinggi adalah karbon (C), yang dikenal sejak zaman prasejarah: 530°C dan 3870°C. Namun, tampaknya kontroversial bahwa grafit stabil pada suhu tinggi. Beralih dari wujud padat ke uap pada 3720°C, grafit dapat diperoleh dalam bentuk cair pada tekanan 100 atm dan suhu 4730°C. Di antara logam, parameter yang sesuai untuk tungsten (W) adalah 3420°C (titik leleh) dan 5860°C (titik didih). Dibuka pada tahun 1783 oleh H.H. dan F. d'Elujarami (Spanyol).

Isotop

Jumlah isotop terbesar (masing-masing 36) ditemukan pada xenon (Xe), ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers (Inggris Raya), dan pada cesium (Cs), ditemukan pada tahun 1860 oleh Bunsen dan Kirchhoff (Jerman). Hidrogen (H) mempunyai jumlah terkecil (3: protium, deuterium dan tritium), ditemukan pada tahun 1776 oleh Cavendish (Inggris Raya).

Yang paling stabil. Telurium-128 (128 Te), menurut peluruhan beta ganda, memiliki waktu paruh 1,5 · 10 24 tahun. Telurium (Te) ditemukan pada tahun 1782 oleh Müller von Reichenstein (Austria). Isotop 128 Te pertama kali ditemukan dalam keadaan alaminya pada tahun 1924 oleh F. Aston (Inggris Raya). Data tentang superstabilitasnya kembali dikonfirmasi pada tahun 1968 oleh penelitian yang dilakukan oleh E. Alexander Jr., B. Srinivasan dan O. Manuel (AS). Rekor peluruhan alfa milik samarium-148 (148 Sm) – 8·10 15 tahun. Rekor peluruhan beta dimiliki oleh isotop kadmium 113 (113 Cd) – 9·10 15 tahun. Kedua isotop tersebut ditemukan dalam keadaan alaminya masing-masing oleh F. Aston pada tahun 1933 dan 1924. Radioaktivitas 148 Sm ditemukan oleh T. Wilkins dan A. Dempster (AS) pada tahun 1938, dan radioaktivitas 113 Cd ditemukan pada tahun 1961 oleh D. Watt dan R. Glover (Inggris Raya).

Yang paling tidak stabil. Masa pakai litium-5 (5 Li) dibatasi hingga 4,4 · 10 –22 detik. Isotop ini pertama kali ditemukan oleh E. Titterton (Australia) dan T. Brinkley (Inggris Raya) pada tahun 1950.

Seri cair

Mengingat perbedaan antara titik leleh dan titik didih, unsur dengan rentang cair terpendek adalah gas mulia neon (Ne) - hanya 2,542 derajat (-248,594°C hingga -246,052°C), sedangkan rentang cair terpanjang (3453 derajat) karakteristik unsur radioaktif transuranium neptunium (Np) (dari 637°C hingga 4090°C). Namun, jika kita memperhitungkan rangkaian cairan yang sebenarnya - dari titik leleh hingga titik kritis - maka unsur helium (He) memiliki periode terpendek - hanya 5,195 derajat (dari nol mutlak hingga -268,928 ° C), dan terpanjang - 10200 derajat - untuk tungsten (dari 3420°C hingga 13,620°C).

Yang paling beracun

Di antara zat non-radioaktif, batasan paling ketat ditetapkan untuk berilium (Be) - konsentrasi maksimum yang diizinkan (MAC) unsur ini di udara hanya 2 g/m3. Di antara isotop radioaktif yang ada di alam atau dihasilkan oleh instalasi nuklir, batasan paling ketat mengenai kandungan di udara ditetapkan untuk thorium-228 (228 Th), yang pertama kali ditemukan oleh Otto Hahn (Jerman) pada tahun 1905 (2.4 10 – 16 g/m 3), dan dalam hal kandungan air - untuk radium-228 (228 Ra), ditemukan oleh O. Gan pada tahun 1907 (1.1·10 –13 g/l). Dari sudut pandang lingkungan, mereka mempunyai waktu paruh yang signifikan (yaitu lebih dari 6 bulan).

Buku Rekor Guinness, 1998

“Dua unsur paling melimpah di alam semesta adalah hidrogen dan kebodohan.” -Harlan Ellison. Setelah hidrogen dan helium, tabel periodik penuh kejutan. Salah satu fakta yang paling menakjubkan adalah bahwa setiap materi yang pernah kita sentuh, lihat, atau berinteraksi dengannya terbuat dari dua hal yang sama: inti atom, yang bermuatan positif, dan elektron, yang bermuatan negatif. Cara atom-atom ini berinteraksi satu sama lain - bagaimana mereka mendorong, mengikat, menarik dan menolak, menciptakan molekul, ion, keadaan energi elektronik baru yang stabil - sebenarnya menentukan keindahan dunia di sekitar kita.

Sekalipun sifat kuantum dan elektromagnetik dari atom-atom ini dan komponen-komponennya yang memungkinkan alam semesta kita muncul, penting untuk dipahami bahwa alam semesta tidak dimulai dengan semua elemen ini. Sebaliknya, dia memulai tanpa mereka.

Anda tahu, untuk mencapai keragaman struktur ikatan dan membangun molekul kompleks yang mendasari semua yang kita ketahui, Anda memerlukan banyak atom. Bukan secara kuantitatif, tetapi dalam variasi, yaitu terdapat atom-atom dengan jumlah proton yang berbeda-beda dalam inti atomnya: inilah yang membuat unsur-unsur berbeda.

Tubuh kita membutuhkan unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, oksigen, fosfor, kalsium dan zat besi. Kerak bumi kita membutuhkan unsur-unsur seperti silikon dan berbagai unsur berat lainnya, sedangkan inti bumi – untuk menghasilkan panas – membutuhkan unsur-unsur yang mungkin berasal dari seluruh tabel periodik yang ada di alam: torium, radium, uranium, dan bahkan plutonium.

Tapi mari kita kembali ke tahap awal Alam Semesta - sebelum munculnya manusia, kehidupan, tata surya kita, sebelum planet berbatu pertama dan bahkan bintang pertama - ketika yang kita miliki hanyalah lautan proton yang panas dan terionisasi. , neutron dan elektron. Tidak ada unsur, tidak ada atom, dan tidak ada inti atom: Alam Semesta terlalu panas untuk semua itu. Dan hanya ketika Alam Semesta mengembang dan mendingin barulah setidaknya muncul stabilitas.

Beberapa waktu berlalu. Inti atom pertama menyatu dan tidak pernah terpisah lagi, menghasilkan hidrogen dan isotop-isotopnya, helium dan isotop-isotopnya, serta sejumlah kecil litium dan berilium, yang kemudian terurai secara radioaktif menjadi litium. Di sinilah Alam Semesta dimulai: berdasarkan jumlah inti - 92% hidrogen, 8% helium, dan sekitar 0,00000001% litium. Berdasarkan massa - 75-76% hidrogen, 24-25% helium, dan 0,00000007% litium. Pada awalnya ada dua kata: hidrogen dan helium, dan bisa dikatakan, itu saja.

Ratusan ribu tahun kemudian, alam semesta telah cukup dingin untuk membentuk atom-atom netral, dan puluhan juta tahun kemudian, keruntuhan gravitasi memungkinkan terbentuknya bintang-bintang pertama. Pada saat yang sama, fenomena fusi nuklir tidak hanya memenuhi alam semesta dengan cahaya, tetapi juga memungkinkan terbentuknya unsur-unsur berat.

Pada saat bintang pertama lahir, sekitar 50 hingga 100 juta tahun setelah Big Bang, sejumlah besar hidrogen mulai berfusi menjadi helium. Namun yang lebih penting, bintang paling masif (8 kali lebih masif dari Matahari kita) membakar bahan bakarnya dengan sangat cepat, dan habis hanya dalam beberapa tahun. Segera setelah inti bintang tersebut kehabisan hidrogen, inti helium berkontraksi dan mulai menggabungkan tiga inti atom menjadi karbon. Hanya dibutuhkan satu triliun bintang berat di alam semesta awal (yang membentuk lebih banyak bintang dalam beberapa ratus juta tahun pertama) agar litium dapat dikalahkan.

Sekarang Anda mungkin berpikir bahwa karbon telah menjadi unsur nomor tiga saat ini? Anda dapat memikirkan hal ini karena bintang mensintesis unsur-unsur dalam lapisan, seperti bawang. Helium disintesis menjadi karbon, karbon menjadi oksigen (kemudian dan pada suhu yang lebih tinggi), oksigen menjadi silikon dan belerang, dan silikon menjadi besi. Di akhir rantai, besi tidak dapat melebur menjadi benda lain, sehingga intinya meledak dan bintang menjadi supernova.

Supernova ini, tahapan yang menyebabkannya, dan konsekuensinya memperkaya Alam Semesta dengan kandungan lapisan terluar bintang, hidrogen, helium, karbon, oksigen, silikon, dan semua unsur berat yang terbentuk selama proses lainnya:

• penangkapan neutron lambat (proses-s), menyusun unsur-unsur secara berurutan;
• peleburan inti helium dengan unsur berat (untuk membentuk neon, magnesium, argon, kalsium, dan sebagainya);
• penangkapan neutron cepat (proses-r) dengan pembentukan unsur-unsur hingga uranium dan seterusnya.

Namun kita telah memiliki lebih dari satu generasi bintang: kita telah memiliki banyak bintang, dan generasi yang ada saat ini terutama tidak dibangun dari hidrogen dan helium murni, namun juga dari sisa-sisa generasi sebelumnya. Hal ini penting karena tanpanya kita tidak akan pernah memiliki planet berbatu, hanya planet gas raksasa yang terbuat dari hidrogen dan helium saja.

Selama miliaran tahun, proses pembentukan dan kematian bintang terulang kembali, dengan semakin banyak unsur yang diperkaya. Alih-alih sekadar menggabungkan hidrogen menjadi helium, bintang-bintang masif memadukan hidrogen dalam siklus C-N-O, yang pada akhirnya menyamakan volume karbon dan oksigen (dan sedikit lebih sedikit nitrogen).

Selain itu, ketika bintang melakukan fusi helium untuk membentuk karbon, sangat mudah untuk menangkap atom helium ekstra untuk membentuk oksigen (dan bahkan menambahkan helium lain ke oksigen untuk membentuk neon), dan bahkan Matahari kita akan melakukan hal ini selama raksasa merah. fase.

Namun ada satu langkah mematikan dalam pembentukan bintang yang menghilangkan karbon dari persamaan kosmik: ketika sebuah bintang menjadi cukup masif untuk memulai fusi karbon—yang diperlukan untuk pembentukan supernova Tipe II—proses yang mengubah gas menjadi oksigen menjadi berlebihan, menghasilkan lebih banyak oksigen daripada karbon pada saat bintang siap meledak.

Ketika kita melihat sisa-sisa supernova dan nebula planet – sisa-sisa bintang yang sangat masif dan bintang mirip matahari – kita menemukan bahwa jumlah oksigen melebihi karbon dalam hal massa dan kuantitas dalam setiap kasus. Kami juga menemukan bahwa tidak ada unsur lain yang seberat ini.

Jadi, hidrogen #1, helium #2 - ada banyak sekali unsur-unsur ini di Alam Semesta. Namun dari unsur-unsur lainnya, oksigen menduduki peringkat ketiga, diikuti karbon peringkat empat, neon peringkat lima, nitrogen peringkat enam, magnesium peringkat tujuh, silikon peringkat delapan, besi peringkat sembilan, dan medium berada di peringkat sepuluh teratas.

Bagaimana masa depan kita?

Setelah jangka waktu yang cukup lama, ribuan (atau jutaan) kali lebih lama dari usia Alam Semesta saat ini, bintang-bintang akan terus terbentuk, baik memuntahkan bahan bakar ke ruang antargalaksi atau membakarnya sebanyak mungkin. Dalam prosesnya, helium pada akhirnya mungkin menyalip hidrogen dalam hal kelimpahan, atau hidrogen akan tetap berada di urutan pertama jika cukup terisolasi dari reaksi fusi. Dalam jarak yang jauh, materi yang tidak dikeluarkan dari galaksi kita dapat bergabung lagi dan lagi, sehingga karbon dan oksigen bahkan melewati helium. Mungkin elemen #3 dan #4 akan menggantikan dua elemen pertama.

Alam semesta sedang berubah. Oksigen adalah unsur paling melimpah ketiga di alam semesta modern, dan mungkin akan melampaui hidrogen dalam waktu yang sangat lama. Setiap kali Anda menghirup udara dan merasa puas dengan prosesnya, ingatlah: bintang adalah satu-satunya alasan keberadaan oksigen.

Kita semua tahu bahwa hidrogen memenuhi alam semesta kita sebesar 75%. Namun tahukah Anda unsur kimia apa saja yang tidak kalah pentingnya bagi keberadaan kita dan berperan penting dalam kehidupan manusia, hewan, tumbuhan, dan seluruh bumi kita? Elemen-elemen dari peringkat ini membentuk seluruh Alam Semesta kita!

10. Belerang (kelimpahan relatif terhadap silikon – 0,38)

Unsur kimia ini tercantum di bawah simbol S dalam tabel periodik dan dicirikan oleh nomor atom 16. Belerang sangat umum ditemukan di alam.

9. Besi (kelimpahan relatif terhadap silikon – 0,6)

Dilambangkan dengan simbol Fe, nomor atom - 26. Besi sangat umum di alam, memainkan peran yang sangat penting dalam pembentukan kulit dalam dan terluar inti bumi.

8. Magnesium (kelimpahan relatif terhadap silikon – 0,91)

Dalam tabel periodik, magnesium dapat ditemukan dengan simbol Mg, dan nomor atomnya adalah 12. Yang paling menakjubkan dari unsur kimia ini adalah unsur ini paling sering dilepaskan ketika bintang meledak selama proses transformasinya menjadi supernova.

7. Silikon (kelimpahan relatif terhadap silikon – 1)

Dilambangkan dengan Si. Nomor atom silikon adalah 14. Metaloid biru keabu-abuan ini sangat jarang ditemukan di kerak bumi dalam bentuk murni, namun cukup umum pada zat lain. Misalnya, bahkan dapat ditemukan pada tumbuhan.

6. Karbon (kelimpahan relatif terhadap silikon – 3,5)

Karbon dalam tabel periodik unsur kimia tercantum di bawah simbol C, nomor atomnya 6. Modifikasi karbon alotropik paling terkenal adalah salah satu batu berharga yang paling didambakan di dunia - berlian. Karbon juga secara aktif digunakan dalam keperluan industri lainnya untuk keperluan sehari-hari.

5. Nitrogen (kelimpahan relatif terhadap silikon – 6,6)

Simbol N, nomor atom 7. Pertama kali ditemukan oleh dokter Skotlandia Daniel Rutherford, nitrogen paling sering terdapat dalam bentuk asam nitrat dan nitrat.

4. Neon (kelimpahan relatif terhadap silikon – 8,6)

Dilambangkan dengan simbol Ne, nomor atom 10. Bukan rahasia lagi bahwa unsur kimia khusus ini dikaitkan dengan cahaya yang indah.

3. Oksigen (kelimpahan relatif terhadap silikon – 22)

Sebuah unsur kimia dengan simbol O dan nomor atom 8, oksigen sangat penting bagi keberadaan kita! Namun bukan berarti ia hanya ada di Bumi dan hanya melayani paru-paru manusia. Alam semesta penuh dengan kejutan.

2. Helium (kelimpahan relatif terhadap silikon – 3.100)

Lambang helium adalah He, nomor atomnya 2. Helium tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, tidak beracun, dan titik didihnya paling rendah dari semua unsur kimia. Dan berkat dia, bolanya melambung ke angkasa!

1. Hidrogen (kelimpahan relatif terhadap silikon – 40.000)

Hidrogen nomor satu dalam daftar kami, ditemukan dalam tabel periodik dengan simbol H dan memiliki nomor atom 1. Ini adalah unsur kimia paling ringan dalam tabel periodik dan unsur paling melimpah di seluruh alam semesta yang diketahui.

Kami menyajikan pilihan catatan kimia dari Guinness Book of Records.
Karena fakta bahwa zat-zat baru terus ditemukan, seleksi ini tidak bersifat permanen.

Catatan kimia untuk zat anorganik

• Unsur yang paling melimpah di kerak bumi adalah oksigen O. Kandungan beratnya adalah 49% dari massa kerak bumi.
• Unsur paling langka di kerak bumi adalah astatin At. Kandungannya di seluruh kerak bumi hanya 0,16 g. Jarang ada tempat kedua yang ditempati oleh Fr.
• Unsur paling umum di alam semesta adalah hidrogen H. Sekitar 90% dari seluruh atom di alam semesta adalah hidrogen. Unsur terbanyak kedua di alam semesta adalah helium He.
• Zat pengoksidasi stabil terkuat adalah kompleks kripton difluorida dan antimon pentafluorida. Karena efek oksidasinya yang kuat (mengoksidasi hampir semua unsur ke tingkat oksidasi yang lebih tinggi, termasuk mengoksidasi oksigen di udara), sangat sulit untuk mengukur potensial elektroda. Satu-satunya pelarut yang bereaksi cukup lambat adalah hidrogen fluorida anhidrat.
• Zat terpadat di planet bumi adalah osmium. Massa jenis osmium adalah 22,587 g/cm3.
• Logam paling ringan adalah litium Li. Massa jenis litium adalah 0,543 g/cm 3 .
• Senyawa yang paling padat adalah ditungsten karbida W 2 C. Massa jenis ditungsten karbida adalah 17,3 g/cm 3 .
• Saat ini, padatan dengan kepadatan terendah adalah graphene aerogel. Mereka adalah sistem graphene dan nanotube yang diisi dengan lapisan udara. Aerogel yang paling ringan mempunyai massa jenis 0,00016 g/cm 3 . Padatan sebelumnya dengan massa jenis paling rendah adalah silikon aerogel (0,005 g/cm3). Silikon aerogel digunakan untuk mengumpulkan mikrometeorit yang ada di ekor komet.
• Gas paling ringan dan sekaligus non-logam paling ringan adalah hidrogen. Massa 1 liter hidrogen hanya 0,08988 g. Selain itu, hidrogen juga merupakan nonlogam yang paling mudah melebur pada tekanan normal (titik leleh -259,19 0 C).
• Cairan paling ringan adalah hidrogen cair. Massa 1 liter hidrogen cair hanya 70 gram.
• Gas anorganik terberat pada suhu kamar adalah tungsten heksafluorida WF 6 (titik didih +17 0 C). Massa jenis tungsten heksafluorida dalam bentuk gas adalah 12,9 g/l. Di antara gas-gas dengan titik didih di bawah 0 °C, rekor dipegang oleh telurium heksafluorida TeF 6 dengan massa jenis gas pada 25 0 C sebesar 9,9 g/l.
• Logam termahal di dunia adalah California Cf. Harga 1 gram isotop 252 Cf mencapai 500 ribu dollar AS.
• Helium Dia adalah zat dengan titik didih terendah. Titik didihnya adalah -269 0 C. Helium merupakan satu-satunya zat yang tidak memiliki titik leleh pada tekanan normal. Bahkan pada nol mutlak tetap cair dan hanya dapat diperoleh dalam bentuk padat pada tekanan (3 MPa).
• Logam yang paling tahan api dan zat dengan titik didih tertinggi adalah tungsten W. Titik leleh tungsten adalah +3420 0 C, dan titik didihnya adalah +5680 0 C.
• Bahan yang paling tahan api adalah paduan hafnium dan tantalum karbida (1:1) (titik leleh +4215 0 C)
• Logam yang paling mudah melebur adalah merkuri. Titik leleh merkuri adalah -38,87 0 C. Merkuri juga merupakan cairan terberat, massa jenisnya pada 25°C adalah 13,536 g/cm 3 .
• Logam yang paling tahan asam adalah iridium. Hingga saat ini, belum diketahui satu pun asam atau campurannya yang dapat melarutkan iridium. Namun, dapat dilarutkan dalam basa dengan zat pengoksidasi.
• Asam stabil terkuat adalah larutan antimon pentafluorida dalam hidrogen fluorida.
• Logam yang paling keras adalah kromium Cr.
• Logam paling lunak pada suhu 25 0 C adalah sesium.
• Bahan yang paling keras tetaplah intan, meskipun sudah ada sekitar selusin zat yang mendekati kekerasannya (boron karbida dan nitrida, titanium nitrida, dll.).
• Logam yang paling konduktif secara listrik pada suhu kamar adalah perak Ag.
• Kecepatan bunyi terendah pada helium cair terdapat pada suhu 2,18 K yaitu hanya 3,4 m/s.
• Kecepatan suara tertinggi pada berlian adalah 18600 m/s.
• Isotop dengan waktu paruh terpendek adalah Li-5, yang meluruh dalam 4,4·10-22 detik (ejeksi proton). Karena umurnya yang pendek, tidak semua ilmuwan menyadari fakta keberadaannya.
• Isotop dengan waktu paruh terpanjang adalah Te-128, dengan waktu paruh 2,2 × 1024 tahun (peluruhan β ganda).
• Xenon dan cesium memiliki jumlah isotop stabil terbesar (masing-masing 36).
• Nama unsur kimia yang paling pendek adalah boron dan yodium (masing-masing 3 huruf).
• Nama unsur kimia yang terpanjang (masing-masing sebelas huruf) adalah protaktinium Pa, rutherfordium Rf, darmstadtium Ds.

Catatan kimia untuk zat organik

• Gas organik terberat pada suhu kamar dan gas terberat pada suhu kamar adalah N-(octafluorobut-1-ylidene)-O-trifluoromethylhydroxylamine (bp +16 C). Massa jenisnya sebagai gas adalah 12,9 g/l. Di antara gas dengan titik didih di bawah 0°C, rekor tertinggi dimiliki oleh perfluorobutana dengan massa jenis gas pada 0°C sebesar 10,6 g/l.
• Zat yang paling pahit adalah denatonium sakarinat. Kombinasi denatonium benzoat dengan garam natrium sakarin menghasilkan zat 5 kali lebih pahit dibandingkan pemegang rekor sebelumnya (denatonium benzoat).
• Zat organik yang paling tidak beracun adalah metana. Ketika konsentrasinya meningkat, keracunan terjadi karena kekurangan oksigen, dan bukan akibat keracunan.
• Adsorben terkuat untuk air diperoleh pada tahun 1974 dari turunan pati, akrilamida dan asam akrilat. Zat ini mampu menahan air yang massanya 1.300 kali lebih besar dari massanya.
• Adsorben terkuat untuk produk minyak bumi adalah karbon aerogel. 3,5 kg zat ini mampu menyerap 1 ton minyak.
• Senyawa yang paling berbau adalah etil selenol dan butil merkaptan - baunya menyerupai kombinasi bau kubis busuk, bawang putih, bawang merah, dan kotoran pada saat yang bersamaan.
• Zat yang paling manis adalah asam N-((2,3-methylenedioxyphenylmethylamino)-(4-cyanophenylimino)methyl)aminoacetic (lugduname). Zat ini 205.000 kali lebih manis dibandingkan larutan sukrosa 2%. Ada beberapa analog dengan rasa manis serupa. Dari bahan industri, yang paling manis adalah talin (kompleks garam thaumatin dan aluminium), yang 3.500 - 6.000 kali lebih manis dari sukrosa. Baru-baru ini neotame muncul di industri makanan, dengan rasa manis 7000 kali lebih tinggi dari sukrosa.
• Enzim paling lambat adalah nitrogenase, yang mengkatalisis penyerapan nitrogen di atmosfer oleh bakteri bintil. Siklus lengkap untuk mengubah satu molekul nitrogen menjadi 2 ion amonium membutuhkan waktu satu setengah detik.
• Zat organik dengan kandungan nitrogen tertinggi adalah bis(diazotetrazoyl)hydrazine C2H2N12, mengandung 86,6% nitrogen, atau tetraazidomethane C(N3)4, mengandung 93,3% nitrogen (tergantung apakah bahan tersebut dianggap organik atau tidak) . Ini adalah bahan peledak yang sangat sensitif terhadap guncangan, gesekan, dan panas. Di antara zat anorganik, yang tertinggi tentu saja adalah gas nitrogen, dan di antara senyawanya, asam hidronitrat HN 3.
• Nama kimia terpanjang memiliki 1578 karakter dalam ejaan bahasa Inggris dan merupakan urutan nukleotida yang dimodifikasi. Zat ini disebut: Adenosen. N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)adenylyl-(3'→5′)-4-deamino-4-(2,4-dimethylphenoxy)-2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5 ′)-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoksi)-2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3 '→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)guanylyl-(3'→5′)-N- -2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)guanylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)adenylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl )cytidylyl-(3'→5′)-4-deamino-4-(2,4-dimethylphenoxy)-2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-4-deamino-4-( 2,4-dimetilfenoksi)-2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)guanylyl-(3'→5′)-4-deamino- 4-(2,4-dimetilfenoksi)-2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N --2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)adenylyl-(3'→5′)-N--2′-O-( tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahydromethoxypyranyl)cytidylyl-(3'→5′)-N--2′,3′-O-(methoxymethylene)-octadecakis( 2-klorofenil)ester. 5′-.
• Nama kimia terpanjang memiliki DNA yang diisolasi dari mitokondria manusia dan terdiri dari 16.569 pasangan nukleotida. Nama lengkap senyawa ini mengandung sekitar 207.000 karakter.
• Sistem dengan jumlah terbesar cairan yang tidak dapat bercampur, yang kembali terpecah menjadi komponen-komponen setelah pencampuran, mengandung 5 cairan: minyak mineral, minyak silikon, air, benzil alkohol, dan N-perfluoroethylperfluoropyridine.
• Cairan organik terpadat pada suhu kamar adalah diiodometana. Massa jenisnya adalah 3,3 g/cm3.
• Zat organik individu yang paling tahan api adalah beberapa senyawa aromatik. Yang terkondensasi adalah tetrabenzheptacene (titik leleh +570 C), yang tidak terkondensasi adalah p-septiphenyl (titik leleh +545 C). Ada senyawa organik yang titik lelehnya tidak diukur secara tepat, misalnya untuk heksabenzokoronena diindikasikan titik lelehnya di atas 700 C. Produk ikatan silang termal poliakrilonitril terurai pada suhu sekitar 1000 C.
• Bahan organik dengan titik didih tertinggi adalah heksatriakonilsikloheksana. Mendidih pada suhu +551°C.
• Alkana terpanjang adalah nonacontatrictan C390H782. Itu disintesis secara khusus untuk mempelajari kristalisasi polietilen.
• Protein terpanjang adalah titin protein otot. Panjangnya tergantung pada jenis organisme hidup dan lokasinya. Titin tikus misalnya, memiliki residu asam amino sebanyak 35.213 (berat mol. 3.906.488 Da), titin manusia memiliki panjang hingga 33.423 residu asam amino (berat mol. 3.713.712 Da).
• Genom terpanjang adalah tanaman Paris japonica. Ini mengandung 150.000.000.000 pasangan nukleotida - 50 kali lebih banyak daripada manusia (3.200.000.000 pasangan nukleotida).
• Molekul terbesar adalah DNA kromosom manusia pertama. Ini berisi sekitar 10.000.000.000 atom.
• Bahan peledak individu dengan kecepatan ledakan tertinggi adalah 4,4′-dinitroazofuroxan. Kecepatan ledakan terukurnya adalah 9700 m/s. Menurut data yang belum diverifikasi, etil perklorat memiliki tingkat ledakan yang lebih tinggi.
• Bahan peledak individu dengan panas ledakan tertinggi adalah etilen glikol dinitrat. Panas ledakannya adalah 6606 kJ/kg.
• Asam organik terkuat adalah pentacyanocyclopentadiene.
• Basa terkuat mungkin adalah 2-metilsiklopropenillitium. Basa nonionik terkuat adalah fosfazen, yang memiliki struktur agak rumit.

Kategori

Unsur kimia adalah istilah kolektif yang menggambarkan kumpulan atom suatu zat sederhana, yaitu zat yang tidak dapat dibagi lagi menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana (menurut struktur molekulnya). Bayangkan diberi sepotong besi murni dan diminta untuk memisahkannya menjadi unsur-unsur hipotetisnya menggunakan alat atau metode apa pun yang pernah ditemukan oleh ahli kimia. Namun, Anda tidak dapat melakukan apa pun; setrika tidak akan pernah terbagi menjadi sesuatu yang lebih sederhana. Zat sederhana - besi - berhubungan dengan unsur kimia Fe.

Definisi teoretis

Fakta eksperimental yang disebutkan di atas dapat dijelaskan dengan menggunakan definisi berikut: unsur kimia adalah kumpulan abstrak atom (bukan molekul!) dari zat sederhana yang bersesuaian, yaitu atom dari jenis yang sama. Jika ada cara untuk melihat masing-masing atom dalam potongan besi murni yang disebutkan di atas, maka semuanya adalah atom besi. Sebaliknya, senyawa kimia seperti oksida besi selalu mengandung setidaknya dua jenis atom yang berbeda: atom besi dan atom oksigen.

Istilah yang harus Anda ketahui

Massa atom: Massa proton, neutron, dan elektron yang menyusun atom suatu unsur kimia.

Nomor atom: Jumlah proton dalam inti atom suatu unsur.

Simbol kimia: huruf atau sepasang huruf latin yang mewakili sebutan suatu unsur tertentu.

Senyawa kimia: suatu zat yang terdiri dari dua atau lebih unsur kimia yang digabungkan satu sama lain dalam perbandingan tertentu.

Logam: Suatu unsur yang kehilangan elektron dalam reaksi kimia dengan unsur lain.

Metaloid: Suatu unsur yang terkadang bereaksi sebagai logam dan terkadang sebagai nonlogam.

Non-logam: Suatu unsur yang berusaha memperoleh elektron dalam reaksi kimia dengan unsur lain.

Tabel Periodik Unsur Kimia: Sistem pengklasifikasian unsur-unsur kimia menurut nomor atomnya.

Elemen sintetis: Yang diproduksi secara artifisial di laboratorium dan umumnya tidak ditemukan di alam.

Unsur alami dan sintetis

Sembilan puluh dua unsur kimia terdapat secara alami di bumi. Sisanya diperoleh secara artifisial di laboratorium. Unsur kimia sintetik biasanya merupakan produk reaksi nuklir dalam akselerator partikel (perangkat yang digunakan untuk meningkatkan kecepatan partikel subatom seperti elektron dan proton) atau reaktor nuklir (perangkat yang digunakan untuk mengontrol energi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir). Unsur sintetik pertama dengan nomor atom 43 adalah teknesium, ditemukan pada tahun 1937 oleh fisikawan Italia C. Perrier dan E. Segre. Selain teknesium dan prometium, semua unsur sintetik memiliki inti yang lebih besar dari uranium. Unsur kimia sintetik terakhir yang mendapat namanya adalah livermorium (116), dan sebelumnya adalah flerovium (114).

Dua lusin elemen umum dan penting

Nama	Simbol	Persentase seluruh atom *				Sifat-sifat unsur kimia (dalam kondisi ruangan normal)
		Di alam semesta	Di kerak bumi	Di air laut	Di dalam tubuh manusia
Aluminium	Al	-	6,3	-	-	Logam perak yang ringan
Kalsium	Ca	-	2,1	-	0,02	Ditemukan dalam mineral alami, cangkang, tulang
Karbon	DENGAN	-	-	-	10,7	Dasar dari semua organisme hidup
Klorin	Kl	-	-	0,3	-	Gas beracun
Tembaga	Cu	-	-	-	-	Hanya logam merah
Emas	Au	-	-	-	-	Hanya logam kuning
Helium	Dia	7,1	-	-	-	Gas yang sangat ringan
Hidrogen	N	92,8	2,9	66,2	60,6	Yang paling ringan dari semua elemen; gas
Yodium	SAYA	-	-	-	-	Bukan logam; digunakan sebagai antiseptik
Besi	Fe	-	2,1	-	-	logam magnetik; digunakan untuk memproduksi besi dan baja
Memimpin	hal	-	-	-	-	Logam lunak dan berat
Magnesium	mg	-	2,0	-	-	Logam yang sangat ringan
Air raksa	Hg	-	-	-	-	Logam cair; salah satu dari dua unsur cair
Nikel	Tidak	-	-	-	-	Logam tahan korosi; digunakan dalam koin
Nitrogen	N	-	-	-	2,4	Gas, komponen utama udara
Oksigen	TENTANG	-	60,1	33,1	25,7	Gas, hal penting kedua komponen udara
Fosfor	R	-	-	-	0,1	Bukan logam; penting bagi tanaman
Kalium	KE	-	1.1	-	-	Logam; penting bagi tanaman; biasanya disebut "kalium"

* Jika nilainya tidak ditentukan, maka unsur tersebut kurang dari 0,1 persen.

Big Bang sebagai akar penyebab terbentuknya materi

Unsur kimia apa yang pertama kali ada di alam semesta? Para ilmuwan yakin jawaban atas pertanyaan ini terletak pada bintang dan proses pembentukan bintang. Alam semesta diyakini terbentuk pada suatu waktu antara 12 dan 15 miliar tahun yang lalu. Sampai saat ini, tidak ada yang terpikirkan kecuali energi. Namun terjadi sesuatu yang mengubah energi ini menjadi ledakan besar (yang disebut Big Bang). Detik berikutnya setelah Big Bang, materi mulai terbentuk.

Bentuk materi paling sederhana yang pertama kali muncul adalah proton dan elektron. Beberapa di antaranya bergabung membentuk atom hidrogen. Yang terakhir terdiri dari satu proton dan satu elektron; itu adalah atom paling sederhana yang bisa ada.

Perlahan-lahan, dalam jangka waktu yang lama, atom hidrogen mulai berkumpul di area ruang tertentu, membentuk awan tebal. Hidrogen di awan ini ditarik menjadi formasi padat oleh gaya gravitasi. Akhirnya awan hidrogen ini menjadi cukup padat untuk membentuk bintang.

Dibintangi sebagai reaktor kimia unsur-unsur baru

Bintang hanyalah sebuah massa materi yang menghasilkan energi dari reaksi nuklir. Reaksi yang paling umum melibatkan kombinasi empat atom hidrogen membentuk satu atom helium. Ketika bintang mulai terbentuk, helium menjadi unsur kedua yang muncul di alam semesta.

Seiring bertambahnya usia bintang, mereka beralih dari reaksi nuklir hidrogen-helium ke jenis reaksi lainnya. Di dalamnya, atom helium membentuk atom karbon. Kemudian, atom karbon membentuk oksigen, neon, natrium dan magnesium. Kemudian, neon dan oksigen bergabung satu sama lain membentuk magnesium. Ketika reaksi ini berlanjut, semakin banyak unsur kimia yang terbentuk.

Sistem unsur kimia pertama

Lebih dari 200 tahun yang lalu, ahli kimia mulai mencari cara untuk mengklasifikasikannya. Pada pertengahan abad kesembilan belas, sekitar 50 unsur kimia telah diketahui. Salah satu pertanyaan yang ingin dipecahkan oleh para ahli kimia. diringkas sebagai berikut: apakah suatu unsur kimia merupakan suatu zat yang sama sekali berbeda dari unsur lainnya? Atau beberapa elemen terkait satu sama lain dalam beberapa hal? Apakah ada hukum umum yang menyatukan mereka?

Ahli kimia mengusulkan berbagai sistem unsur kimia. Misalnya, ahli kimia Inggris William Prout pada tahun 1815 mengemukakan bahwa massa atom semua unsur adalah kelipatan massa atom hidrogen, jika kita menganggapnya sama dengan satu, yaitu harus bilangan bulat. Pada saat itu, massa atom banyak unsur telah dihitung oleh J. Dalton sehubungan dengan massa hidrogen. Namun, jika hal ini kira-kira terjadi pada karbon, nitrogen, dan oksigen, maka klorin dengan massa 35,5 tidak termasuk dalam skema ini.

Kimiawan Jerman Johann Wolfgang Dobereiner (1780 – 1849) menunjukkan pada tahun 1829 bahwa tiga unsur dari golongan halogen (klorin, brom, dan yodium) dapat diklasifikasikan menurut massa atom relatifnya. Berat atom brom (79,9) ternyata hampir sama persis dengan rata-rata berat atom klor (35,5) dan yodium (127), yaitu 35,5 + 127 2 = 81,25 (mendekati 79,9). Ini adalah pendekatan pertama untuk membangun salah satu kelompok unsur kimia. Dobereiner menemukan dua lagi triad unsur serupa, tetapi ia tidak dapat merumuskan hukum periodik umum.

Bagaimana tabel periodik unsur kimia muncul?

Sebagian besar skema klasifikasi awal tidak terlalu berhasil. Kemudian, sekitar tahun 1869, penemuan yang hampir sama dilakukan oleh dua orang ahli kimia dalam waktu yang hampir bersamaan. Kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev (1834-1907) dan kimiawan Jerman Julius Lothar Meyer (1830-1895) mengusulkan pengorganisasian unsur-unsur yang memiliki sifat fisik dan kimia serupa ke dalam sistem golongan, deret, dan periode yang teratur. Pada saat yang sama, Mendeleev dan Meyer menunjukkan bahwa sifat-sifat unsur kimia berulang secara berkala bergantung pada berat atomnya.

Saat ini, Mendeleev secara umum dianggap sebagai penemu hukum periodik karena ia mengambil satu langkah yang tidak dilakukan Meyer. Ketika semua unsur disusun dalam tabel periodik, muncul beberapa celah. Mendeleev meramalkan bahwa ini adalah tempat unsur-unsur yang belum ditemukan.

Namun, dia melangkah lebih jauh. Mendeleev meramalkan sifat-sifat unsur yang belum ditemukan ini. Dia tahu di mana letaknya pada tabel periodik, sehingga dia bisa memprediksi sifat-sifatnya. Hebatnya, setiap unsur kimia yang diprediksi Mendeleev, galium, skandium, dan germanium, ditemukan kurang dari sepuluh tahun setelah ia menerbitkan hukum periodiknya.

Bentuk singkat dari tabel periodik

Ada upaya untuk menghitung berapa banyak varian representasi grafis tabel periodik yang diusulkan oleh berbagai ilmuwan. Ternyata jumlahnya lebih dari 500. Apalagi 80% dari total jumlah pilihan adalah tabel, dan sisanya adalah bentuk geometris, kurva matematika, dll. Hasilnya, empat jenis tabel menemukan penerapan praktis: pendek, semi -panjang, panjang dan tangga (piramida). Yang terakhir ini dikemukakan oleh fisikawan besar N. Bohr.

Gambar di bawah menunjukkan bentuk singkatnya.

Di dalamnya, unsur-unsur kimia disusun menurut nomor atomnya dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Jadi, unsur kimia pertama dalam tabel periodik, hidrogen, memiliki nomor atom 1 karena inti atom hidrogen hanya mengandung satu proton. Demikian pula oksigen memiliki nomor atom 8 karena inti semua atom oksigen mengandung 8 proton (lihat gambar di bawah).

Fragmen struktural utama sistem periodik adalah periode dan kelompok unsur. Dalam enam periode, semua sel terisi, periode ketujuh belum selesai (elemen 113, 115, 117 dan 118, meskipun disintesis di laboratorium, belum terdaftar secara resmi dan tidak memiliki nama).

Kelompok-kelompok tersebut dibagi menjadi subkelompok utama (A) dan subkelompok sekunder (B). Unsur-unsur dari tiga periode pertama, masing-masing berisi satu baris, dimasukkan secara eksklusif ke dalam subgrup A. Empat periode sisanya mencakup dua baris.

Unsur-unsur kimia dalam satu golongan cenderung mempunyai sifat kimia yang serupa. Jadi, kelompok pertama terdiri dari logam alkali, kelompok kedua terdiri dari logam alkali tanah. Unsur-unsur pada periode yang sama mempunyai sifat yang lambat laun berubah dari logam alkali menjadi gas mulia. Gambar di bawah menunjukkan bagaimana salah satu sifat, jari-jari atom, berubah untuk masing-masing unsur dalam tabel.

Bentuk tabel periodik periode panjang

Hal ini ditunjukkan pada gambar di bawah dan dibagi dalam dua arah, menurut baris dan kolom. Ada tujuh baris titik, seperti dalam bentuk pendek, dan 18 kolom, disebut kelompok atau keluarga. Pada hakikatnya pertambahan jumlah golongan dari 8 dalam bentuk pendek menjadi 18 dalam bentuk panjang diperoleh dengan menempatkan semua unsur dalam periode, dimulai dari tanggal 4, bukan dalam dua, melainkan dalam satu baris.

Dua sistem penomoran berbeda digunakan untuk kelompok, seperti yang ditunjukkan di bagian atas tabel. Sistem angka Romawi (IA, IIA, IIB, IVB, dll.) secara tradisional populer di Amerika Serikat. Sistem lain (1, 2, 3, 4, dst.) secara tradisional digunakan di Eropa dan direkomendasikan untuk digunakan di AS beberapa tahun lalu.

Tampilan tabel periodik pada gambar di atas agak menyesatkan, seperti halnya tabel yang dipublikasikan. Alasannya adalah dua kelompok elemen yang ditampilkan di bagian bawah tabel seharusnya berada di dalamnya. Lantanida, misalnya, termasuk dalam periode 6 antara barium (56) dan hafnium (72). Selain itu, aktinida termasuk dalam periode 7 antara radium (88) dan rutherfordium (104). Jika dimasukkan ke dalam meja, maka akan menjadi terlalu lebar untuk ditampung di selembar kertas atau diagram dinding. Oleh karena itu, elemen-elemen ini biasanya ditempatkan di bagian bawah tabel.