지구상에서 가장 가벼운 화학 원소는 무엇입니까? 과학 및 기술 분야의 기록입니다. 강요. 유기 물질에 대한 화학 기록

자연에는 94개의 화학원소가 있습니다. 현재까지 또 다른 15개의 초우라늄 원소(95~109개 원소)가 인공적으로 획득되었으며, 그 중 10개의 원소가 존재한다는 사실은 논쟁의 여지가 없습니다.

가장 일반적인

암석권.산소(O), 46.60중량%. 1771년 Karl Scheele(스웨덴)에 의해 발견되었습니다.

대기.질소(N), 78.09부피%, 75.52질량%. 1772년 러더퍼드(영국)가 발견했습니다.

우주.수소(H)는 전체 물질의 90%를 차지합니다. 1776년 영국의 헨리 캐번디시(Henry Cavendish)가 발견했습니다.

가장 희귀함(94개 중)

암석권.아스타틴(At): 지각에 0.16g. 1940년 Corson(미국)과 그의 직원이 설립했습니다. 자연 발생 동위원소인 아스타틴 215(215 At)(1943년 오스트리아 B. Karlik 및 T. Bernert에 의해 발견)은 4.5나노그램의 양으로만 존재합니다.

대기.라돈(Rn): 단 2.4kg(1백만분의 1의 부피). 1900년 Dorn(독일)에 의해 개장되었습니다. 화강암 암석 퇴적 지역에 이 방사성 가스가 집중되면 수많은 암이 발생하는 것으로 여겨집니다. 대기 가스 매장량이 보충되는 지각에서 발견되는 라돈의 총 질량은 160톤입니다.

가장 가벼운

가스.수소(H)는 온도 0°C, 압력 1atm에서 밀도가 0.00008989g/cm 3 입니다. 1776년 캐번디시(영국)가 발견했습니다.

금속.밀도가 0.5334g/cm 3인 리튬(Li)은 모든 고체 중에서 가장 가볍습니다. 1817년 Arfvedson(스웨덴)에 의해 발견되었습니다.

최대 밀도

오스뮴(Os)은 밀도가 22.59g/cm 3이며 모든 고체 중에서 가장 무겁습니다. 1804년 테넌트(영국)가 발견했습니다.

가장 무거운 가스

라돈(Rn)이며 밀도는 0°C에서 0.01005g/cm 3 입니다. 1900년 Dorn(독일)에 의해 개장되었습니다.

마지막으로 받은

요소 108 또는 우닐록튬(Uno). 이 임시 명칭은 국제순수응용화학연맹(IUPAC)에서 부여한 것입니다. 1984년 4월 G. Münzenberg와 동료(서독)가 다름슈타트에 있는 중이온 연구 협회 실험실에서 이 원소의 원자 3개만 관찰하여 얻은 것입니다. 같은 해 6월에는 Yu.Ts도 이 요소를 획득했다는 메시지가 나타났습니다. Oganesyan과 소련 Dubna 핵 연구 공동 연구소의 공동 연구원.

단일 유니레늄 원자(Une)는 1982년 8월 29일 서독 다름슈타트 중이온연구회 실험실에서 비스무트에 철이온을 충돌시켜 얻은 것이다. 원자번호가 가장 높고(원소 109) 원자번호가 가장 높다. 질량 (266). 가장 예비적인 데이터에 따르면, 소련 과학자들은 원자 질량이 272인 원소 110의 동위원소(예비 이름 - 우눈닐륨(Uun))의 형성을 관찰했습니다.

가장 깨끗한

P.V.가 1978년 4월에 획득한 헬륨-4(4He). 미국 랭커스터 대학의 McLintock은 부피 10 15 당 불순물이 2 부분 미만입니다.

가장 어려운

탄소(C). 동소체 형태의 다이아몬드의 누프 경도는 8400입니다. 선사 시대부터 알려져 왔습니다.

가장 비싼

캘리포니아산(Cf)은 1970년에 마이크로그램당 10달러의 가격으로 판매되었습니다. 1950년 미국 Seaborg와 직원들에 의해 설립되었습니다.

가장 유연한

금(Au). 1g으로 2.4km 길이의 선을 그릴 수 있습니다. 기원전 3000년부터 알려져 있다.

최고의 인장 강도

붕소(B) - 5.7GPa. 1808년 Gay-Lussac과 Thénard(프랑스), H. Davy(영국)가 발견했습니다.

녹는점/끓는점

최저.비금속 중에서 헬륨-4(4He)는 24.985atm의 압력에서 가장 낮은 녹는점 -272.375°C, 가장 낮은 끓는점 -268.928°C를 갖습니다. 헬륨은 1868년 Lockyer(영국)와 Jansen(프랑스)에 의해 발견되었습니다. 단원자 수소(H)는 비압축성 초유체 기체여야 합니다. 금속 중에서 수은(Hg)에 해당하는 매개변수는 –38.836°C(녹는점)와 356.661°C(끓는점)입니다.

가장 높습니다.비금속 중에서 가장 높은 녹는점과 끓는점은 탄소(C)로 선사시대부터 알려진 530°C와 3870°C입니다. 그러나 흑연이 고온에서 안정하다는 점은 논란의 여지가 있는 것 같습니다. 3720°C에서 고체에서 증기 상태로 전환되는 흑연은 100atm의 압력과 4730°C의 온도에서 액체로 얻을 수 있습니다. 금속 중에서 텅스텐(W)에 해당하는 매개변수는 3420°C(녹는점)와 5860°C(끓는점)입니다. 1783년 H.H. 및 F. d'Elujarami(스페인).

동위원소

가장 많은 수의 동위원소(각각 36개)가 1898년 Ramsay와 Travers(영국)에 의해 발견된 크세논(Xe)과 1860년 Bunsen과 Kirchhoff(독일)에 의해 발견된 세슘(Cs)에서 발견됩니다. 수소(H)는 1776년 영국 캐번디시(Cavendish)가 발견한 3가지(프로튬, 중수소, 삼중수소)의 양이 가장 적습니다.

가장 안정적입니다.이중 베타 붕괴에 따르면 텔루르-128(128 Te)의 반감기는 1.5 10 24년입니다. 텔루르(Te)는 1782년 오스트리아의 뮐러 폰 라이헨슈타인(Müller von Reichenstein)에 의해 발견되었습니다. 동위원소 128 Te는 1924년 F. Aston(영국)에 의해 자연 상태에서 처음 발견되었습니다. 초안정성에 관한 데이터는 1968년 E. Alexander Jr., B. Srinivasan 및 O. Manuel(미국)의 연구에 의해 다시 확인되었습니다. 알파 붕괴 기록은 사마륨-148(148 Sm) – 8·10 15년에 속합니다. 베타 붕괴 기록은 카드뮴 동위원소 113(113 Cd) – 9·10 15년에 속합니다. 두 동위원소는 각각 1933년과 1924년에 F. Aston에 의해 자연 상태에서 발견되었습니다. 148 Sm의 방사능은 1938년 T. Wilkins와 A. Dempster(미국)에 의해 발견되었으며, 113 Cd의 방사능은 1961년 D. Watt와 R. Glover(영국)에 의해 발견되었습니다.

가장 불안정합니다.리튬-5(5Li)의 수명은 4.4·10 –22초로 제한됩니다. 동위원소는 1950년 E. Titterton(호주)과 T. Brinkley(영국)에 의해 처음 발견되었습니다.

액체 시리즈

녹는점과 끓는점의 차이를 고려할 때 액체 범위가 가장 짧은 원소는 비활성 기체 네온(Ne)입니다. 즉, 2.542도(-248.594°C ~ -246.052°C)에 불과하고 가장 긴 액체 범위(3453도)입니다. 방사성 트랜스우라늄 원소인 넵투늄(Np)의 특성(637°C ~ 4090°C). 그러나 녹는점부터 임계점까지 액체의 실제 계열을 고려하면 원소 헬륨(He)의 주기가 가장 짧습니다(절대 0도에서 -268.928°C까지). 가장 긴 - 10200도 - 텅스텐의 경우(3420°C ~ 13,620°C).

가장 유독한

비방사성 물질 중에서 베릴륨(Be)에 대한 가장 엄격한 제한이 설정되어 있습니다. 공기 중 이 원소의 최대 허용 농도(MAC)는 2μg/m3에 불과합니다. 자연에 존재하거나 원자력 시설에서 생산되는 방사성 동위원소 중 공기 중 함유량에 대한 가장 엄격한 기준은 토륨-228(228 Th)으로, 1905년 오토 한(독일)이 처음 발견했습니다(2.4 10 – 228 Th). 16 g/m 3), 그리고 물의 함량 측면에서 - 1907년 O. Gan이 발견한 라듐-228(228 Ra)(1.1·10 –13 g/l). 환경적인 관점에서 보면 반감기가 상당히 깁니다(예: 6개월 이상).

기네스북, 1998

"우주에서 가장 풍부한 두 가지 원소는 수소와 어리석음이다." - 할런 엘리슨. 수소와 헬륨 다음으로 주기율표는 놀라움으로 가득 차 있습니다. 가장 놀라운 사실 중 하나는 우리가 만지거나 보거나 상호작용한 모든 물질이 동일한 두 가지, 즉 양전하를 띠는 원자핵과 음전하를 띠는 전자로 구성되어 있다는 것입니다. 이 원자들이 서로 상호 작용하는 방식, 즉 밀고, 결합하고, 끌어당기고 밀어내고, 새로운 안정적인 분자, 이온, 전자 에너지 상태를 생성하는 방식은 실제로 우리 주변 세계의 그림 같은 모습을 결정합니다.

우리 우주가 출현할 수 있게 하는 것이 이러한 원자와 그 구성 요소의 양자적 및 전자기적 특성이라 할지라도, 그것이 이러한 모든 요소에서 시작되지 않았다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 오히려 그녀는 실질적으로 그들 없이 시작했습니다.

다양한 결합 구조를 달성하고 우리가 알고 있는 모든 것의 기초가 되는 복잡한 분자를 만들려면 많은 원자가 필요합니다. 양적인 측면이 아니라 다양성, 즉 원자핵에 서로 다른 수의 양성자를 가진 원자가 있다는 것입니다. 이것이 요소를 다르게 만드는 것입니다.

우리 몸에는 탄소, 질소, 산소, 인, 칼슘, 철과 같은 원소가 필요합니다. 지구의 지각에는 실리콘 및 기타 다양한 중원소와 같은 원소가 필요하지만, 지구의 핵(열을 생성하기 위해)에는 토륨, 라듐, 우라늄, 심지어 플루토늄 등 자연에서 발생하는 전체 주기율표의 원소가 필요합니다.

그러나 우주의 초기 단계로 돌아가 보겠습니다. 인간, 생명, 태양계가 출현하기 전, 최초의 암석 행성 및 심지어 최초의 별이 생기기 전, 우리가 가진 것은 뜨겁고 이온화된 양성자 바다뿐이었습니다. , 중성자와 전자. 원소도, 원자도, 원자핵도 없었습니다. 우주는 그 모든 것을 감당하기에는 너무 뜨거웠습니다. 그리고 우주가 팽창하고 냉각되었을 때만 최소한 어느 정도의 안정성이 나타났습니다.

시간이 좀 지났습니다. 첫 번째 핵은 서로 융합되어 다시는 분리되지 않았으며, 수소와 그 동위원소, 헬륨과 그 동위원소, 그리고 거의 눈에 띄지 않는 양의 리튬과 베릴륨을 생성했으며, 후자는 나중에 방사성 붕괴를 통해 리튬으로 붕괴되었습니다. 이곳은 우주가 시작된 곳입니다. 핵 수에 따라 92%는 수소, 8%는 헬륨, 약 0.00000001%는 리튬입니다. 질량 기준 - 75-76% 수소, 24-25% 헬륨 및 0.00000007% 리튬. 처음에는 수소와 헬륨이라는 두 단어가 있었는데, 그게 전부라고 할 수도 있습니다.

수십만 년 후, 우주는 중성 원자가 형성될 만큼 충분히 냉각되었고, 수천만 년 후 중력 붕괴로 인해 최초의 별이 형성되었습니다. 동시에 핵융합 현상은 우주를 빛으로 채웠을 뿐만 아니라 무거운 원소도 형성되도록 했습니다.

빅뱅 이후 약 5천만년에서 1억년 사이에 첫 번째 별이 탄생할 무렵에는 엄청난 양의 수소가 헬륨으로 융합되기 시작했습니다. 그러나 더 중요한 것은 가장 무거운 별(우리 태양보다 8배 더 큰)이 연료를 매우 빠르게 연소하여 불과 2년 만에 소진된다는 것입니다. 그러한 별의 핵에 수소가 떨어지자마자 헬륨 핵은 수축하여 세 개의 원자핵을 탄소로 융합하기 시작했습니다. 리튬이 파괴되는 데는 초기 우주에서 이러한 무거운 별(처음 몇 억 년 동안 더 많은 별을 형성함)에 1조 개의 별만 필요했습니다.

요즘 탄소가 3위 원소가 되었다고 생각하시나요? 별은 양파처럼 층을 이루어 원소를 합성하기 때문에 이렇게 생각할 수 있습니다. 헬륨은 탄소로, 탄소는 산소로(나중에 더 높은 온도에서), 산소는 규소와 황으로, 규소는 철로 합성됩니다. 사슬의 끝에서 철은 다른 어떤 것과도 융합할 수 없으므로 핵이 폭발하고 별은 초신성이 됩니다.

이러한 초신성, 이를 초래한 단계 및 결과는 별의 외부 층, 수소, 헬륨, 탄소, 산소, 규소 및 기타 과정에서 형성된 모든 중원소의 함량으로 우주를 풍요롭게 했습니다.

느린 중성자 포획(s-process), 요소를 순차적으로 배열;
헬륨 핵과 중원소의 융합(네온, 마그네슘, 아르곤, 칼슘 등을 형성함)
우라늄 및 그 이상의 원소를 형성하는 신속한 중성자 포획(r-process).

그러나 우리에게는 한 세대 이상의 별이 있습니다. 그 중 많은 별이 있었고 오늘날 존재하는 세대는 주로 처녀 수소와 헬륨이 아니라 이전 세대의 잔재로 만들어졌습니다. 그것이 없었다면 우리는 결코 암석 행성을 가질 수 없었을 것이고 오로지 수소와 헬륨으로 만들어진 거대한 가스 행성만을 가질 수 있었을 것이기 때문에 이것은 중요합니다.

수십억 년에 걸쳐 별의 형성과 죽음의 과정이 반복되면서 점점 더 많은 요소가 풍부해졌습니다. 단순히 수소를 헬륨으로 융합시키는 대신, 거대한 별은 CNO 순환에서 수소를 융합하여 결국 탄소와 산소의 부피를 동일하게 만듭니다(질소는 약간 줄입니다).

또한 별이 헬륨 융합을 통해 탄소를 형성할 때 추가 헬륨 원자를 포착하여 산소를 형성하는 것이 매우 쉽고(심지어 산소에 또 다른 헬륨을 추가하여 네온을 형성하기도 함) 심지어 우리 태양도 적색 거성 동안 이 작업을 수행합니다. 단계.

그러나 우주 방정식에서 탄소를 제거하는 항성 단조에는 한 가지 중요한 단계가 있습니다. 별이 유형 II 초신성의 형성에 필요한 탄소 융합을 시작할 만큼 충분히 거대해지면 가스를 산소로 바꾸는 과정이 과도하게 진행됩니다. 별이 폭발할 준비가 될 때까지 탄소보다 훨씬 더 많은 산소를 생성합니다.

초신성 잔해와 행성상 성운(각각 매우 무거운 별과 태양과 같은 별의 잔해)을 살펴보면 각각의 경우 질량과 양에서 산소가 탄소보다 많다는 것을 알 수 있습니다. 우리는 또한 다른 어떤 원소도 이만큼 무겁지 않다는 것을 발견했습니다.

따라서 수소 #1, 헬륨 #2 등 우주에는 이러한 원소가 많이 있습니다. 그러나 나머지 원소 중에서 산소는 강한 3위를 차지하고 탄소 4번, 네온 5번, 질소 6번, 마그네슘 7번, 실리콘 8번, 철 9번, 중간 원소가 상위 10위를 차지합니다.

우리의 미래는 어떻게 될까요?

현재 우주 나이보다 수천(또는 수백만) 배 더 긴 시간이 지나면 별은 은하계 공간에 연료를 분출하거나 가능한 한 많이 태워서 계속해서 형성될 것입니다. 그 과정에서 헬륨은 마침내 풍부함 측면에서 수소를 능가할 수도 있고, 핵융합 반응에서 충분히 분리되면 수소가 첫 번째 자리에 남게 될 수도 있습니다. 장거리에 걸쳐 우리 은하에서 방출되지 않은 물질은 계속해서 합쳐질 수 있으므로 탄소와 산소는 헬륨조차 우회할 수 있습니다. 아마도 요소 #3과 #4가 처음 두 개를 대체할 것입니다.

우주가 변하고 있습니다. 산소는 현대 우주에서 세 번째로 풍부한 원소이며, 아주 먼 미래에는 수소보다 더 높아질 수도 있습니다. 공기를 들이마시고 그 과정에 만족감을 느낄 때마다 기억하세요. 별은 산소가 존재하는 유일한 이유입니다.

우리 모두는 수소가 우주를 75% 채우고 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 우리 존재에 그다지 중요하지 않고 사람, 동물, 식물 및 지구 전체의 삶에 중요한 역할을 하는 다른 화학 원소가 무엇인지 알고 있습니까? 이 등급의 요소는 전체 우주를 구성합니다!

10. 황(규소 대비 풍부도 - 0.38)

이 화학 원소는 주기율표에서 기호 S로 표시되며 원자 번호 16이 특징입니다. 황은 자연에서 매우 흔합니다.

9. 철(규소에 비해 풍부함 – 0.6)

기호 Fe로 표시되며 원자 번호는 26입니다. 철은 자연에서 매우 흔하며 지구 핵의 내부 껍질과 외부 껍질을 형성하는 데 특히 중요한 역할을 합니다.

8. 마그네슘(실리콘에 비해 풍부함 – 0.91)

주기율표에서 마그네슘은 Mg 기호로 찾을 수 있으며 원자 번호는 12입니다. 이 화학 원소의 가장 놀라운 점은 별이 초신성으로 변하는 과정에서 폭발할 때 가장 자주 방출된다는 것입니다.

7. 실리콘(실리콘에 비해 풍부함 – 1)

Si로 표시됩니다. 실리콘의 원자 번호는 14입니다. 이 청회색 준금속은 순수한 형태로 지각에서 거의 발견되지 않지만 다른 물질에서는 매우 흔합니다. 예를 들어 식물에서도 발견될 수 있습니다.

6. 탄소(규소에 비해 풍부함 – 3.5)

화학 원소 주기율표의 탄소는 기호 C로 표시되며 원자 번호는 6입니다. 탄소의 가장 유명한 동소체 변형은 세계에서 가장 탐나는 보석 중 하나인 다이아몬드입니다. 탄소는 또한 보다 일상적인 목적을 위해 다른 산업 목적으로도 적극적으로 사용됩니다.

5. 질소(실리콘에 비해 풍부함 - 6.6)

기호 N, 원자 번호 7. 스코틀랜드 의사 Daniel Rutherford가 처음 발견한 질소는 질산과 질산염의 형태로 가장 흔히 발생합니다.

4. 네온(실리콘 대비 풍부도 – 8.6)

기호 Ne로 지정되며 원자 번호는 10입니다. 이 특정 화학 원소가 아름다운 빛과 관련이 있다는 것은 비밀이 아닙니다.

3. 산소(실리콘에 비해 풍부함 – 22)

기호 O와 원자 번호 8을 가진 화학 원소인 산소는 우리 존재에 필수적입니다! 그러나 이것이 지구에만 존재하고 인간의 폐에만 사용된다는 의미는 아닙니다. 우주는 놀라움으로 가득 차 있습니다.

2. 헬륨(실리콘에 비해 풍부함 – 3,100)

헬륨의 기호는 He이고 원자번호는 2입니다. 무색, 무취, 무미, 무독성이며 끓는점이 모든 화학 원소 중에서 가장 낮습니다. 그리고 그 덕분에 공이 하늘로 솟아오릅니다!

1. 수소(실리콘 대비 풍부 – 40,000)

우리 목록의 진정한 1위인 수소는 주기율표에서 기호 H로 발견되며 원자 번호 1번입니다. 수소는 주기율표에서 가장 가벼운 화학 원소이자 알려진 우주 전체에서 가장 풍부한 원소입니다.

기네스북에 등재된 화학 기록을 소개합니다.
새로운 물질이 지속적으로 발견되고 있기 때문에 이러한 선택은 영구적이지 않습니다.

무기 물질에 대한 화학 기록

지각의 가장 흔한 원소는 산소 O입니다. 그 중량 함량은 지각 질량의 49%입니다.
지각에서 가장 희귀한 원소는 아스타틴 At입니다. 지각 전체의 함량은 0.16g에 불과합니다. 희귀도의 두 번째 장소는 프랑스 신부가 차지합니다.
우주에서 가장 흔한 원소는 수소H입니다. 우주 전체 원자의 약 90%가 수소입니다. 우주에서 두 번째로 풍부한 원소는 헬륨 He입니다.
가장 강력하고 안정적인 산화제는 이불화크립톤과 오불화안티몬의 복합체입니다. 강력한 산화 효과(거의 모든 원소를 더 높은 산화 상태로 산화(공기 산소 산화 포함))로 인해 전극 전위를 측정하는 것이 매우 어렵습니다. 천천히 반응하는 유일한 용매는 무수 불화수소입니다.
지구상에서 가장 밀도가 높은 물질은 오스뮴입니다. 오스뮴의 밀도는 22.587g/cm3입니다.
가장 가벼운 금속은 리튬(Li)이다. 리튬의 밀도는 0.543g/cm 3 입니다.
가장 밀도가 높은 화합물은 이텅스텐 카바이드 W 2 C입니다. 디텅스텐 카바이드의 밀도는 17.3 g/cm 3 입니다.
현재 밀도가 가장 낮은 고체는 그래핀 에어로겔입니다. 이는 공기층으로 채워진 그래핀과 나노튜브의 시스템입니다. 이 에어로겔 중 가장 가벼운 것은 밀도가 0.00016 g/cm 3 입니다. 밀도가 가장 낮은 이전 고체는 실리콘 에어로겔(0.005g/cm3)입니다. 실리콘 에어로겔은 혜성의 꼬리에 있는 미세운석을 수집하는 데 사용됩니다.
가장 가벼운 가스이자 동시에 가장 가벼운 비금속은 수소입니다. 수소 1리터의 질량은 0.08988g에 불과합니다. 또한, 수소는 상압(융점은 -259.19 0 C)에서 가장 잘 녹는 비금속이기도 합니다.
가장 가벼운 액체는 액체수소이다. 액체수소 1리터의 질량은 70g에 불과합니다.
실온에서 가장 무거운 무기 가스는 육불화 텅스텐 WF 6(끓는점 +17 0 C)입니다. 가스 형태의 육불화텅스텐의 밀도는 12.9g/l입니다. 끓는점이 0°C 미만인 가스 중에서 기록은 25°C에서 가스 밀도가 9.9g/l인 육불화텔루륨 TeF 6에 속합니다.
세계에서 가장 비싼 금속은 캘리포니아 Cf입니다. 252 Cf 동위원소 1g의 가격은 미화 50만 달러에 이릅니다.
헬륨 He는 끓는점이 가장 낮은 물질입니다. 끓는점은 -269 0 C입니다. 헬륨은 상압에서 녹는점이 없는 유일한 물질입니다. 절대 영도에서도 액체 상태로 유지되며 압력(3MPa) 하에서 고체 형태로만 얻을 수 있습니다.
내화성이 가장 높은 금속이자 끓는점이 가장 높은 물질은 텅스텐 W입니다. 텅스텐의 녹는점은 +3420 0 C이고 끓는점은 +5680 0 C입니다.
내화성이 가장 높은 재료는 하프늄과 탄탈륨 탄화물(1:1)의 합금입니다(융점 +4215 0C).
가장 가용성이 높은 금속은 수은이다. 수은의 녹는점은 -38.87 0 C입니다. 수은은 또한 가장 무거운 액체이며, 25°C에서의 밀도는 13.536 g/cm 3 입니다.
가장 내산성이 강한 금속은 이리듐입니다. 지금까지 이리듐이 용해되는 단일 산이나 그 혼합물은 알려져 있지 않습니다. 그러나 산화제를 사용하면 알칼리에 용해될 수 있습니다.
가장 강력하고 안정적인 산은 불화수소에 오불화안티몬을 섞은 용액입니다.
가장 단단한 금속은 크롬 Cr입니다.
25℃에서 가장 부드러운 금속은 세슘이다.
가장 단단한 물질은 여전히 다이아몬드이지만 경도에 접근하는 약 12 가지 물질 (탄화 붕소 및 질화물, 질화 티타늄 등)이 이미 있습니다.
실온에서 전기 전도성이 가장 높은 금속은 Ag입니다.
액체 헬륨에서 가장 낮은 음속은 온도 2.18K에서 3.4m/s에 불과합니다.
다이아몬드의 최고 소리 속도는 18600m/s이다.
반감기가 가장 짧은 동위원소는 Li-5로 4.4·10-22초(양성자 방출)에 붕괴한다. 수명이 너무 짧기 때문에 모든 과학자가 그 존재 사실을 인식하는 것은 아닙니다.
측정된 반감기가 가장 긴 동위원소는 Te-128이며, 반감기는 2.2 × 1024년(이중 β 붕괴)입니다.
크세논과 세슘은 안정 동위원소의 수가 가장 많습니다(각각 36개).
가장 짧은 화학 원소 이름은 붕소와 요오드(각각 3글자)입니다.
가장 긴 화학 원소 이름(각각 11자)은 프로탁티늄 Pa, 러더포듐 Rf, 다름스타튬 Ds입니다.

유기 물질에 대한 화학 기록

실온에서 가장 무거운 유기 기체와 실온에서 가장 무거운 기체는 N-(옥타플루오로부트-1-일리덴)-O-트리플루오로메틸히드록실아민(bp +16 C)입니다. 가스로서의 밀도는 12.9g/l입니다. 끓는점이 0°C 미만인 가스 중에서 기록은 0°C에서 가스 밀도가 10.6g/l인 퍼플루오로부탄에 속합니다.
가장 쓴 물질은 데나토늄사카리네이트입니다. 데나토늄 벤조에이트와 사카린의 나트륨염의 조합은 이전 기록 보유자(데나토늄 벤조에이트)보다 5배 더 쓴 물질을 생성했습니다.
가장 독성이 없는 유기물질은 메탄이다. 농도가 증가하면 중독의 결과가 아닌 산소 부족으로 인해 중독이 발생합니다.
가장 강력한 물 흡착제는 1974년에 전분 유도체인 아크릴아미드와 아크릴산으로부터 얻어졌습니다. 이 물질은 자체 질량의 1300배에 달하는 물을 담을 수 있습니다.
석유 제품의 가장 강력한 흡착제는 탄소 에어로젤입니다. 이 물질 3.5kg은 1톤의 기름을 흡수할 수 있습니다.
가장 냄새가 나는 화합물은 에틸 셀레놀과 부틸 메르캅탄입니다. 이 냄새는 썩어가는 양배추, 마늘, 양파 및 하수 냄새의 조합과 유사합니다.
가장 달콤한 물질은 N-((2,3-메틸렌디옥시페닐메틸아미노)-(4-시아노페닐이미노)메틸)아미노아세트산(lugduname)입니다. 이 물질은 2% 자당 용액보다 205,000배 더 달콤합니다. 비슷한 단맛을 지닌 여러 유사품이 있습니다. 산업용 물질 중에서 가장 달콤한 것은 탈린(타우마틴과 알루미늄염의 복합체)으로 자당보다 3,500~6,000배 더 달습니다. 최근에는 자당보다 단맛이 7000배 더 높은 네오탐이 식품 산업에 등장했습니다.
가장 느린 효소는 질소분해효소(nitrogenase)로, 결절 박테리아에 의한 대기 질소 흡수를 촉매합니다. 하나의 질소 분자를 2개의 암모늄 이온으로 변환하는 전체 주기는 1.5초가 걸립니다.
질소 함량이 가장 높은 유기 물질은 86.6%의 질소를 함유한 비스(디아조테트라졸릴)히드라진 C2H2N12 또는 93.3%의 질소를 함유한 테트라아지도메탄 C(N3)4입니다(후자가 유기물로 간주되는지 여부에 따라 다름). 이는 충격, 마찰 및 열에 매우 민감한 폭발물입니다. 물론 무기 물질 중에는 기체 질소에 속하고 화합물 중에는 수소산 HN 3에 속합니다.
가장 긴 화학명은 영어 철자로 1578자로 이루어져 있으며 변형된 뉴클레오티드 서열입니다. 이 물질은 아데노센이라고 불립니다. N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)아데닐릴-(3'→5')-4-데아미노-4-(2,4-디메틸페녹시)-2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5 ')-4-데아미노-4-(2,4-디메틸페녹시)-2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3 '→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)구아닐릴-(3'→5')-N- -2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)구아닐릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)아데닐릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐 )시티딜릴-(3'→5')-4-데아미노-4-(2,4-디메틸페녹시)-2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-4-데아미노-4-( 2,4-디메틸페녹시)-2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)구아닐릴-(3'→5')-4-데아미노- 4-(2,4-디메틸페녹시)-2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N --2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)아데닐릴-(3'→5')-N--2'-O-( 테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2'-O-(테트라히드로메톡시피라닐)시티딜릴-(3'→5')-N--2',3'-O-(메톡시메틸렌)-옥타데카키스( 2-클로로페닐)에스테르. 5'-.
가장 긴 화학명은 인간 미토콘드리아에서 분리된 DNA로, 16,569개의 뉴클레오티드 쌍으로 구성됩니다. 이 화합물의 전체 이름은 약 207,000자입니다.
가장 많은 수의 비혼화성 액체 시스템은 혼합 후 다시 구성 요소로 분리되며 미네랄 오일, 실리콘 오일, 물, 벤질 알코올 및 N-퍼플루오로에틸퍼플루오로피리딘의 5가지 액체를 포함합니다.
실온에서 가장 밀도가 높은 유기 액체는 디요오도메탄입니다. 밀도는 3.3g/cm3입니다.
가장 다루기 힘든 개별 유기 물질은 일부 방향족 화합물입니다. 응축 된 것 중에서 이것은 테트라벤제프타센 (융점 +570 C), 비 응축 된 것-p-septiphenyl (용융점 +545 C)입니다. 녹는점이 정확하게 측정되지 않는 유기 화합물이 있습니다. 예를 들어 헥사벤조코로넨의 경우 녹는점이 700C 이상인 것으로 표시됩니다. 폴리아크릴로니트릴의 열 가교 생성물은 약 1000C의 온도에서 분해됩니다.
끓는점이 가장 높은 유기 물질은 헥사트리아코닐시클로헥산입니다. +551°C에서 끓습니다.
가장 긴 알칸은 nonacontatrictan C390H782입니다. 폴리에틸렌의 결정화를 연구하기 위해 특별히 합성되었습니다.
가장 긴 단백질은 근육 단백질인 티틴(titin)입니다. 길이는 살아있는 유기체의 유형과 위치에 따라 다릅니다. 예를 들어, 마우스 티틴은 35,213개의 아미노산 잔기(분자량 3,906,488 Da)를 갖고, 인간 티틴의 길이는 최대 33,423개 아미노산 잔기(분자량 3,713,712 Da)입니다.
가장 긴 게놈은 식물 Paris japonica의 게놈입니다. 그것은 150,000,000,000개의 뉴클레오티드 쌍을 포함하고 있는데 이는 인간(3,200,000,000개의 뉴클레오티드 쌍)보다 50배 더 많은 것입니다.
가장 큰 분자는 첫 번째 인간 염색체의 DNA입니다. 그것은 약 10,000,000,000개의 원자를 포함합니다.
폭발 속도가 가장 높은 개별 폭발물은 4,4'-dinitroazofuroxan입니다. 측정된 폭발 속도는 9700m/s였습니다. 확인되지 않은 데이터에 따르면 과염소산에틸은 폭발 속도가 훨씬 더 높습니다.
폭발열이 가장 높은 개별 폭발물은 에틸렌 글리콜 이질산염입니다. 폭발열은 6606kJ/kg이다.
가장 강한 유기산은 펜타시아노사이클로펜타디엔입니다.
가장 강한 염기는 아마도 2-메틸시클로프로페닐리튬일 것입니다. 가장 강한 비이온성 염기는 포스파젠으로 다소 복잡한 구조를 가지고 있습니다.

카테고리

화학 원소는 단순한 물질의 원자 집합, 즉 분자의 구조에 따라 더 간단한 구성 요소로 나눌 수 없는 원자 집합을 설명하는 집합적인 용어입니다. 순수한 철 조각이 주어졌고 화학자가 발명한 장치나 방법을 사용하여 그것을 가상의 구성 요소로 분리하라는 요청을 받았다고 상상해 보십시오. 그러나 당신은 아무것도 할 수 없습니다. 철은 결코 더 단순한 것으로 나누어지지 않을 것입니다. 단순한 물질인 철은 화학 원소 Fe에 해당합니다.

이론적 정의

위에서 언급한 실험적 사실은 다음 정의를 사용하여 설명할 수 있습니다. 화학 원소는 해당 단순 물질, 즉 동일한 유형의 원자의 원자(분자가 아님!)의 추상적 집합입니다. 위에서 언급한 순철 조각의 개별 원자를 각각 살펴볼 수 있는 방법이 있다면 모두 철 원자일 것입니다. 대조적으로, 산화철과 같은 화합물은 항상 철 원자와 산소 원자라는 두 가지 다른 종류의 원자를 포함합니다.

알아야 할 용어

원자 질량: 화학 원소의 원자를 구성하는 양성자, 중성자, 전자의 질량입니다.

원자번호: 원소의 원자핵에 있는 양성자의 수.

화학 기호: 주어진 요소의 지정을 나타내는 문자 또는 라틴 문자 쌍입니다.

화합물: 두 가지 이상의 화학원소가 일정한 비율로 결합하여 이루어진 물질.

금속: 다른 원소와의 화학반응에서 전자를 잃는 원소.

금속 비슷한: 때로는 금속으로, 때로는 비금속으로 반응하는 원소입니다.

비금속: 다른 원소와의 화학반응에서 전자를 얻으려는 원소.

화학 원소 주기율표: 원자 번호에 따라 화학 원소를 분류하는 체계입니다.

합성원소: 실험실에서 인공적으로 생산된 것으로 일반적으로 자연계에서는 발견되지 않는 것.

천연 및 합성 요소

92개의 화학 원소가 지구상에서 자연적으로 발생합니다. 나머지는 실험실에서 인위적으로 얻은 것입니다. 합성 화학 원소는 일반적으로 입자 가속기(전자 및 양성자와 같은 아원자 입자의 속도를 높이는 데 사용되는 장치) 또는 원자로(핵 반응에서 방출되는 에너지를 제어하는 데 사용되는 장치)의 핵 반응 산물입니다. 원자번호 43번의 최초 합성 원소는 테크네튬으로, 1937년 이탈리아 물리학자 C. 페리에(C. Perrier)와 E. 세그레(E. Segre)가 발견했습니다. 테크네튬과 프로메튬을 제외한 모든 합성 원소는 우라늄보다 핵이 더 큽니다. 그 이름을 받은 마지막 합성 화학 원소는 리버모륨(116)이고 이전에는 플레로븀(114)이었습니다.

24개의 공통적이고 중요한 요소

이름	상징	모든 원자의 백분율 *				화학 원소의 성질 (일반적인 실내 조건에서)
이름	상징	우주에서	지구의 지각에서	바닷물에서	인체에서는	화학 원소의 성질 (일반적인 실내 조건에서)
알류미늄	알	-	6,3	-	-	경량, 실버 메탈
칼슘	칼슘	-	2,1	-	0,02	천연 미네랄, 조개, 뼈에서 발견
탄소	와 함께	-	-	-	10,7	모든 생명체의 기초
염소	Cl	-	-	0,3	-	유독가스
구리	구리	-	-	-	-	빨간색 금속만
금	오	-	-	-	-	노란색 금속만 해당
헬륨	그	7,1	-	-	-	매우 가벼운 가스
수소	N	92,8	2,9	66,2	60,6	모든 요소 중 가장 가볍습니다. 가스
요오드	나	-	-	-	-	비금속; 방부제로 사용
철	철	-	2,1	-	-	자성 금속; 철과 강철을 생산하는 데 사용됨
선두	납	-	-	-	-	부드럽고 중금속
마그네슘	마그네슘	-	2,0	-	-	매우 가벼운 금속
수은	수은	-	-	-	-	액체금속; 두 가지 액체 요소 중 하나
니켈	니	-	-	-	-	부식 방지 금속; 동전에 사용
질소	N	-	-	-	2,4	공기의 주성분인 가스
산소	에 대한	-	60,1	33,1	25,7	가스, 두 번째로 중요한 것 공기 성분
인	아르 자형	-	-	-	0,1	비금속; 식물에게 중요한
칼륨	에게	-	1.1	-	-	금속; 식물에 중요합니다. 보통 "칼륨"이라고 불린다

* 값을 지정하지 않으면 해당 요소는 0.1% 미만입니다.

빅뱅은 물질 형성의 근본 원인이다

우주 최초의 화학 원소는 무엇입니까? 과학자들은 이 질문에 대한 답이 별과 별이 형성되는 과정에 있다고 믿습니다. 우주는 120억~150억년 전 어느 시점에 탄생했다고 믿어진다. 이 순간까지는 에너지 외에는 아무것도 존재하지 않는다고 생각됩니다. 그런데 이 에너지를 거대한 폭발(소위 빅뱅)로 바꾸는 일이 일어났습니다. 빅뱅 이후 몇 초 만에 물질이 형성되기 시작했습니다.

처음으로 나타난 가장 간단한 형태의 물질은 양성자와 전자였습니다. 그들 중 일부는 결합하여 수소 원자를 형성합니다. 후자는 하나의 양성자와 하나의 전자로 구성됩니다. 그것은 존재할 수 있는 가장 단순한 원자이다.

천천히, 오랜 시간에 걸쳐 수소 원자가 우주의 특정 영역에서 함께 모여 빽빽한 구름을 형성하기 시작했습니다. 이 구름 속의 수소는 중력에 의해 밀집된 형태로 끌려갔습니다. 결국 이 수소 구름은 별을 형성할 만큼 밀도가 높아졌습니다.

새로운 원소의 화학 반응기로서의 별

별은 단순히 핵반응으로 에너지를 생성하는 물질 덩어리입니다. 이러한 반응 중 가장 일반적인 반응은 4개의 수소 원자가 결합하여 하나의 헬륨 원자를 형성하는 것입니다. 별이 형성되기 시작하자 헬륨은 우주에 나타나는 두 번째 원소가 되었습니다.

별이 나이가 들수록 수소-헬륨 핵반응에서 다른 유형으로 전환됩니다. 그 안에서 헬륨 원자는 탄소 원자를 형성합니다. 나중에 탄소 원자는 산소, 네온, 나트륨 및 마그네슘을 형성합니다. 나중에 네온과 산소가 서로 결합하여 마그네슘을 형성합니다. 이러한 반응이 계속됨에 따라 점점 더 많은 화학 원소가 형성됩니다.

최초의 화학 원소 시스템

200여년 전부터 화학자들은 이들을 분류하는 방법을 찾기 시작했습니다. 19세기 중반에는 약 50가지의 화학원소가 알려졌습니다. 화학자들이 해결하려고 했던 질문 중 하나입니다. 요약하면 다음과 같습니다. 화학 원소는 다른 원소와 완전히 다른 물질인가요? 아니면 어떤 방식으로든 다른 요소와 관련된 요소가 있나요? 이들을 통합하는 일반법이 있습니까?

화학자들은 다양한 화학 원소 시스템을 제안했습니다. 예를 들어, 1815년 영국의 화학자 윌리엄 프라우트(William Prout)는 모든 원소의 원자 질량이 수소 원자 질량의 배수라고 제안했습니다. 즉, 이를 1로 간주하면 정수여야 합니다. 그 당시 J. Dalton은 이미 많은 원소의 원자 질량을 수소의 질량과 관련하여 계산했습니다. 그러나 이것이 대략 탄소, 질소 및 산소의 경우라면 질량 35.5의 염소는 이 계획에 적합하지 않습니다.

독일의 화학자 요한 볼프강 도베라이너(1780~1849)는 1829년 소위 할로겐족(염소, 브롬, 요오드)의 세 가지 원소가 상대적 원자 질량에 따라 분류될 수 있음을 보여주었습니다. 브롬(79.9)의 원자량은 염소(35.5)와 요오드(127)의 원자량의 평균, 즉 35.5 + 127 ¼ 2 = 81.25(79.9에 가까움)와 거의 정확히 일치하는 것으로 나타났습니다. 이것은 화학 원소 그룹 중 하나를 구성하는 첫 번째 접근 방식이었습니다. 도베라이너는 그러한 삼원소를 두 개 더 발견했지만 일반적인 주기율을 공식화할 수는 없었습니다.

화학 원소 주기율표는 어떻게 나타 났습니까?

대부분의 초기 분류 체계는 그다지 성공적이지 않았습니다. 그러다가 1869년경에 거의 동시에 두 명의 화학자가 거의 동일한 발견을 했습니다. 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프(1834-1907)와 독일의 화학자 율리우스 로타르 마이어(1830-1895)는 유사한 물리적, 화학적 특성을 가진 원소들을 군, 계열, 주기의 순서 체계로 정리할 것을 제안했습니다. 동시에 Mendeleev와 Meyer는 화학 원소의 특성이 원자량에 따라 주기적으로 반복된다는 점을 지적했습니다.

오늘날 멘델레예프는 마이어가 하지 않은 한 단계를 밟았기 때문에 일반적으로 주기율의 발견자로 간주됩니다. 주기율표에서 모든 원소를 배열하면 약간의 간격이 나타납니다. 멘델레예프는 이곳이 아직 발견되지 않은 원소의 유적지일 것이라고 예측했습니다.

그러나 그는 더 나아갔습니다. 멘델레예프는 아직 발견되지 않은 이러한 원소의 특성을 예측했습니다. 그는 주기율표에서 그것들이 어디에 위치하는지 알았고, 그래서 그 성질을 예측할 수 있었습니다. 놀랍게도 멘델레예프가 예측한 모든 화학 원소인 갈륨, 스칸듐, 게르마늄은 그가 주기율 법칙을 발표한 지 10년도 채 안 되어 발견되었습니다.

주기율표의 약식

여러 과학자들이 주기율표의 그래픽 표현에 대해 얼마나 많은 옵션을 제안했는지 계산하려는 시도가 있었습니다. 500 개가 넘는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 전체 옵션 수의 80 %가 표이고 나머지는 기하학적 도형, 수학적 곡선 등입니다. 결과적으로 짧은 테이블, 세미 테이블의 네 가지 유형의 테이블이 실용적으로 적용되었습니다. -길고 길며 사다리(피라미드형). 후자는 위대한 물리학자 N. Bohr에 의해 제안되었습니다.

아래 그림은 짧은 형식을 보여줍니다.

그 안에는 화학 원소가 원자 번호의 오름차순으로 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로 배열되어 있습니다. 따라서 주기율표의 첫 번째 화학 원소인 수소는 수소 원자의 핵이 단 하나의 양성자를 포함하고 있기 때문에 원자 번호 1을 갖습니다. 마찬가지로 모든 산소 원자의 핵에는 8개의 양성자가 포함되어 있으므로 산소의 원자 번호는 8입니다(아래 그림 참조).

주기율표의 주요 구조적 부분은 기간과 요소 그룹입니다. 6개의 기간 동안 모든 셀이 채워지고 일곱 번째는 아직 완성되지 않았습니다(요소 113, 115, 117 및 118은 실험실에서 합성되었지만 아직 공식적으로 등록되지 않았으며 이름이 없습니다).

그룹은 기본(A) 하위 그룹과 보조(B) 하위 그룹으로 나뉩니다. 각각 하나의 행을 포함하는 처음 세 기간의 요소는 A-하위 그룹에만 포함됩니다. 나머지 4개 기간에는 2개의 행이 포함됩니다.

같은 족에 속한 화학 원소들은 비슷한 화학적 성질을 갖는 경향이 있습니다. 따라서 첫 번째 그룹은 알칼리 금속으로 구성되고 두 번째 그룹은 알칼리 토금속으로 구성됩니다. 같은 시기의 원소들은 알칼리 금속에서 비활성 기체로 천천히 변화하는 성질을 가지고 있습니다. 아래 그림은 테이블의 개별 요소에 대한 속성 중 하나인 원자 반경이 어떻게 변경되는지 보여줍니다.

주기율표의 장주기 형태

아래 그림과 같이 행과 열 두 방향으로 나누어져 있습니다. 짧은 형식과 같이 7개의 기간 행과 그룹 또는 계열이라고 하는 18개의 열이 있습니다. 본질적으로 짧은 형식의 8개에서 긴 형식의 18개로 그룹 수를 늘리는 것은 모든 요소를 4번째부터 시작하여 두 개가 아닌 한 줄에 마침표로 배치함으로써 얻어집니다.

표 상단에 표시된 것처럼 그룹에는 두 가지 다른 번호 지정 시스템이 사용됩니다. 로마 숫자 체계(IA, IIA, IIB, IVB 등)는 전통적으로 미국에서 널리 사용되었습니다. 또 다른 시스템(1, 2, 3, 4 등)은 전통적으로 유럽에서 사용되었으며 몇 년 전에 미국에서도 사용하도록 권장되었습니다.

위의 그림에서 주기율표의 모양은 출판된 표와 마찬가지로 약간 오해의 소지가 있습니다. 그 이유는 표 하단에 표시된 두 요소 그룹이 실제로 그 안에 위치해야 하기 때문입니다. 예를 들어 란탄족 원소는 바륨(56)과 하프늄(72) 사이의 6주기에 속합니다. 또한 악티늄족은 라듐(88)과 러더포듐(104) 사이의 7주기에 속합니다. 테이블에 삽입하면 종이나 벽면 차트에 맞지 않을 정도로 넓어집니다. 따라서 이러한 요소를 테이블 하단에 배치하는 것이 일반적입니다.