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

Осмий: тяжёлый, дорогой и совсем не пчела Осмий: тяжёлый, дорогой и совсем не пчела

Элемент с самой высокой плотностью

Наука и жизнь
Как познакомиться с девушкой в интернете: красивые и оригинальные идеи Как познакомиться с девушкой в интернете: красивые и оригинальные идеи

Дельные советы о том, как найти классную девушку онлайн

Playboy
Электрическая ракета, которая изменит войну Электрическая ракета, которая изменит войну

Барражирующие боеприпасы «Ланцет», которые могут в корне изменить войны будущего

Популярная механика
«Мне это не подходит!»: три фразы о жизни по совести «Мне это не подходит!»: три фразы о жизни по совести

Елена Ульмасбаева и Леонид Барац комментируют фразы, помогающие им слышать себя

Psychologies
Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
11 лучших женщин-роботов в кино 11 лучших женщин-роботов в кино

Каких женщин-киборгов мы повидали за свою жизнь

Maxim
Крошечные стражи подземных галактик Крошечные стражи подземных галактик

Корневые системы растений занимают в почве огромные пространства

Наука и жизнь
Андрей Артемов о дебюте в Париже и запуске линии сумок и денима Андрей Артемов о дебюте в Париже и запуске линии сумок и денима

Дизайнер рассказал, как ему удалось сделать российский бренд успешным

Vogue
Новогодние приключения Новогодние приключения

Зимние праздники - прекрасное время для путешествий на автомобиле всей семьей

Вокруг света
Надо поговорить! Разговор о правильном питании компании «Нестле» Надо поговорить! Разговор о правильном питании компании «Нестле»

Правильное питание ребенка — постоянная головная боль каждого родителя

Cosmopolitan
Крутой воппер Крутой воппер

Дэниел Шварц возрождает Burger King, сеть быстрого питания с 60-летней историей

Forbes
Грузия без русских: как запрет полетов повлияет на экономику и политику Грузия без русских: как запрет полетов повлияет на экономику и политику

Исчезновение российских туристов из Грузии не нанесет ущерба ее экономике

Forbes
Коко Шанель: женщина в чёрном Коко Шанель: женщина в чёрном

Тёмные страницы в биографии создательницы всемирно знаменитого бренда

Дилетант
Игра престолов Игра престолов

Неужели теплые отношения герцогов Сассекских и Кембриджских – только видимость

Grazia
«Реального хай-тека в России практически нет» «Реального хай-тека в России практически нет»

Почему общество перестало успевать за наукой и как мода вредит последней

Огонёк
Что-то снова пошло не так: почему «Суперджет» не стал заменой Ту-134 Что-то снова пошло не так: почему «Суперджет» не стал заменой Ту-134

Отечественный самолет с низкой стоимостью владения за счет нерыночных субсидий

Forbes
«Собачник» — это диагноз «Собачник» — это диагноз

Страсть к домашним питомцам как эволюционное преимущество

Огонёк
5 правил идеальной вечеринки 5 правил идеальной вечеринки

Веселиться на классном мероприятии легко, а организовать его – целое искусство

GQ
«Меня долго считали пустозвоном»: стиль Юргена Клоппа, который привел «Ливерпуль» к финалу Лиги чемпионов «Меня долго считали пустозвоном»: стиль Юргена Клоппа, который привел «Ливерпуль» к финалу Лиги чемпионов

Как Юрген Клопп стал одним из лучших футбольных тренеров мира

Forbes
«За каждым артефактом — судьба человека-победителя». Зачем Владимиру Потанину олимпийские медали «За каждым артефактом — судьба человека-победителя». Зачем Владимиру Потанину олимпийские медали

Российский бизнесмен выкупил одну из крупных коллекций олимпийских артефактов

Forbes
Альтернатива айфону: 8 смартфонов с OC Android Альтернатива айфону: 8 смартфонов с OC Android

ОС Android сегодня стоит на почти 90% всех смартфонов

РБК
Создаем локальную сеть дома: пошаговое руководство Создаем локальную сеть дома: пошаговое руководство

Локальная сеть обеспечивает быстрый доступ домашних устройств к общим файлам

CHIP
«Кинотавр — 2019»: фильмы, которые мы ждем в прокате «Кинотавр — 2019»: фильмы, которые мы ждем в прокате

Какие фильмы из программы юбилейного 30-го «Кинотавра» нам хочется увидеть

РБК
Дейтинговый сервис Bumble откроет винный бар на Манхэттене Дейтинговый сервис Bumble откроет винный бар на Манхэттене

Дейтинговая компания Bumble откроет собственное заведение в Нью-Йорке

Forbes
С днем рождения, Александр Терехов! С днем рождения, Александр Терехов!

Поздравляем дизайнера и вспоминаем его интервью двухлетней давности

Vogue
Родимое пятно Родимое пятно

«СтарХит» разыскал наследников отечественных знаменитостей

StarHit
«Мысленный волк». Новый фильм Валерии Гай Германики как главная провокация «Кинотавра» «Мысленный волк». Новый фильм Валерии Гай Германики как главная провокация «Кинотавра»

Есть картины, которым хочется желать лишь длинной жизни после Сочи

Forbes
Вау-кубик: больше, чем игрушка Вау-кубик: больше, чем игрушка

Техническая сторона проекта WOWCube

Популярная механика
Почему меняться так трудно: сила привычек и устройство мозга Почему меняться так трудно: сила привычек и устройство мозга

Вы когда-нибудь давали себе обещания, которые не смогли сдержать?

Psychologies
Как выбраться из долгов (раз и навсегда) Как выбраться из долгов (раз и навсегда)

Если вы твердо решили избавиться от долгов, у вас получится

Psychologies
Открыть в приложении