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

Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
Bellingcat назвал людей, предположительно причастных к крушению «Боинга» в Донбассе Bellingcat назвал людей, предположительно причастных к крушению «Боинга» в Донбассе

Организация ссылается на информацию из открытых источников

Forbes
Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
Ваш ребенок — интроверт: семь признаков Ваш ребенок — интроверт: семь признаков

У детей-интровертов есть масса преимуществ

Psychologies
Наcледник «Энергии» Наcледник «Энергии»

Новейший ракетный двигатель РД-171МВ открывает нашей космонавтике будущее

Популярная механика
Где поесть в Лондоне. Гастрономический гид ресторатора Ильи Тютенкова Где поесть в Лондоне. Гастрономический гид ресторатора Ильи Тютенкова

Илья Тютенков отправился в Лондон, чтобы смахнуть пыль с вековых барных стоек

РБК
Человек в красной феске Человек в красной феске

Поговорим о Роберте Рафаиловиче Фальке

Наука и жизнь
В унисон с «Артеком» В унисон с «Артеком»

30 и 31 мая в «Артеке» прошел 12-й Международный конкурс «Детская новая волна»

OK!
«Спектр-РГ» «Спектр-РГ»

Обсерватория для нового обзора неба

Наука и жизнь
Ли Вуд, креативный директор Bikkembergs: «Мужчины чувствуют, что сейчас самое время поиграть с модой» Ли Вуд, креативный директор Bikkembergs: «Мужчины чувствуют, что сейчас самое время поиграть с модой»

У Bikkembergs в ТРК «Vegas Кунцево» в Москве открылся монобрендовый магазин

Esquire
Жизнь других Жизнь других

Отдых на острове Бали — это море впечатлений

Vogue
20 фактов о детском здоровье (Летняя версия) 20 фактов о детском здоровье (Летняя версия)

Эксперт-педиатр развеяла множество живучих мифов о детском здоровье

Добрые советы
Если с ребенком трудно Если с ребенком трудно

Родителей вывести из себя довольно просто. Как вернуться обратно?

Домашний Очаг
Самые высокооплачиваемые спортсмены мира — 2019. Рейтинг Forbes Самые высокооплачиваемые спортсмены мира — 2019. Рейтинг Forbes

Рейтинг самых высокооплачиваемых спортсменов мира

Forbes
Почему картошка летает? В брюссельском Bozar открылась выставка современного российского искусства Почему картошка летает? В брюссельском Bozar открылась выставка современного российского искусства

Как выглядит современная Россия и ее искусство из окна поезда

Forbes
Лучшие мойки воздуха для дома: рейтинг 2019 года Лучшие мойки воздуха для дома: рейтинг 2019 года

Какую мойку воздуха выбрать среди множества моделей

CHIP
Ольга Копосова: «Я кайфую без мужа» Ольга Копосова: «Я кайфую без мужа»

Звезда сериала «След» о том, как похудела на 12 кг и почему разъехалась с сыном

StarHit
9 вопросов, которые ты никогда не должен задавать молодоженам перед свадьбой 9 вопросов, которые ты никогда не должен задавать молодоженам перед свадьбой

Лишние вопросы молодоженам, лишенные такта и здравого смысла

Playboy
Что взять с собой в кемпинг? Список из 12 необходимых вещей на природе Что взять с собой в кемпинг? Список из 12 необходимых вещей на природе

Го на свежий воздух!

Playboy
Альфа-девушки. Как женщины-инвесторы добиваются успеха в Кремниевой долине Альфа-девушки. Как женщины-инвесторы добиваются успеха в Кремниевой долине

Журналистка Джулиан Гатри решила написать книгу о женщинах-инвесторах

Forbes
Словарь экстрима: 10 самых необычных новых видов спорта (мы и не знали о них!) Словарь экстрима: 10 самых необычных новых видов спорта (мы и не знали о них!)

Уверены, ты даже не слышал половину этих названий

Playboy
Каменный цветок Каменный цветок

Наиля Аскер-заде впервые рассказывает о себе и отвечает почти на все вопросы

Tatler
Российский пролайф: за жизнь или против греха? Российский пролайф: за жизнь или против греха?

Колумнистка Екатерина Попова разбирается, кто такие пролайферы и чего они хотят

Cosmopolitan
Учёные, ставшие фантастами: Айзек Азимов и Нил Стивенсон Учёные, ставшие фантастами: Айзек Азимов и Нил Стивенсон

На плечах этих титанов покоится вся современная научная фантастика

Популярная механика
Багратионы Багратионы

Грузинский род Багратионов считается одним из древнейших по меркам всей Европы

Дилетант
Что делать, если бывшая продолжает тебе писать после расставания Что делать, если бывшая продолжает тебе писать после расставания

Почему тебе пишет бывшая и что делать в этой непростой ситуации

Playboy
Арабские фэшиониста: 10 главных отличительных черт Арабские фэшиониста: 10 главных отличительных черт

Что кроется за успешным модным образом арабских красавиц

Cosmopolitan
Обзор камеры Sony Alpha 6400: резкая и бескомпромиссная Обзор камеры Sony Alpha 6400: резкая и бескомпромиссная

Тестируем цифровую беззеркальную камеру начального уровня Sony Alpha 6400

CHIP
Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре

Правда и мифы о Юлии Цезаре

Вокруг света
Почему нужно ехать на выставку Марка Ротко в Вену Почему нужно ехать на выставку Марка Ротко в Вену

Журналистка Елена Стафьева побывала на венской выставке Марка Ротко

РБК
Открыть в приложении