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

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

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

Популярная механика
«Планы у нас грандиозные»: вторая женщина-миллиардер из России о выходе в Европу и ставке на малый бизнес «Планы у нас грандиозные»: вторая женщина-миллиардер из России о выходе в Европу и ставке на малый бизнес

В каких европейских странах Wildberries в этом году начнет работу

Forbes
Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
Почему нужно увидеть выставку Энтони Гормли на Делосе Почему нужно увидеть выставку Энтони Гормли на Делосе

Выставка Sight Энтони Гормли

РБК
Крылья для людей Крылья для людей

История парусных кораблей

Вокруг света
Одиночество в наследство. Как отношения с родителями в детстве влияют на нашу жизнь Одиночество в наследство. Как отношения с родителями в детстве влияют на нашу жизнь

Можно ли построить крепкий брак, даже если старшему поколению это не удалось?

Psychologies
Дети делают нас живыми Дети делают нас живыми

Психолог Ирина Млодик — одна из главных адвокатов детства

Seasons of life
Аналоговый: тест Porsche Macan S Аналоговый: тест Porsche Macan S

Что чувствует покупатель Porsche Macan S, когда впервые садится за руль

Популярная механика
Алюминиевый век Алюминиевый век

История учит нас, что человечество достигло настоящей цивилизации

Наука и жизнь
Кто такой Руиги Вилласенор и почему вам нужно следить за его брендом RHUDE Кто такой Руиги Вилласенор и почему вам нужно следить за его брендом RHUDE

Вещи его бренда RHUDE носят Кендрик Ламар, Джеймс Франко и другие знаменитости

Esquire
Летние роды: советы и правила Летние роды: советы и правила

Есть ли какие-то особенности у летних родов и на что обратить внимание?

9 месяцев
Хочешь пробежать марафон? Самая честная инструкция от тех, кто добежал до финиша Хочешь пробежать марафон? Самая честная инструкция от тех, кто добежал до финиша

Тренер и марафонцы-новички рассказывают, как добежать до финиша

Playboy
Афиша на выходные 21-23 июня Афиша на выходные 21-23 июня

Эти выходные будут о любви и страсти

Forbes
Машина для любви, а не для войны: история легендарного «хиппи-буса» от VW Машина для любви, а не для войны: история легендарного «хиппи-буса» от VW

Как бюргеры сделали американцев бродягами, беспаспортными и безработными

Maxim
5 способов не сойти с ума в мире, где все хотят худеть 5 способов не сойти с ума в мире, где все хотят худеть

Чего мы на самом деле хотим и почему диета — не лучший способ добиться цели

Psychologies
Защитное снаряжение Защитное снаряжение

Универсал повышенной проходимости Audi A6 allroad quattro сменил поколение

АвтоМир
Инвестор из НБА: баскетболист, который собрал недвижимости на $125 млн Инвестор из НБА: баскетболист, который собрал недвижимости на $125 млн

Баскетболист Луол Денг — звезда нового поколения

Forbes
10 лучших спектаклей Театральной олимпиады в Петербурге 10 лучших спектаклей Театральной олимпиады в Петербурге

В Санкт-Петербурге 15 июня стартует девятая по счету Театральная олимпиада

Forbes
8 правил, как поддерживать отношения на расстоянии (и есть ли смысл?) 8 правил, как поддерживать отношения на расстоянии (и есть ли смысл?)

Ты здесь, она — там. Может ли из этого что-то получиться

Playboy
Путешествие в Петербург: Esquire Weekend впервые прошел в Северной столице Путешествие в Петербург: Esquire Weekend впервые прошел в Северной столице

15 июня Esquire Weekend впервые прошел в Санкт-Петербурге

Cosmopolitan
«Мне надо всё делать в последний момент» «Мне надо всё делать в последний момент»

Актриса Аглая Тарасова практически неуловима

OK!
Ваш ребенок — интроверт: семь признаков Ваш ребенок — интроверт: семь признаков

У детей-интровертов есть масса преимуществ

Psychologies
Хирург без скальпеля Хирург без скальпеля

Встреча c одним из ведущих российских врачей, имя которого знают во всем мире

StarHit
Шарлиз Терон и Сет Роген высмеивают американскую политику Шарлиз Терон и Сет Роген высмеивают американскую политику

Альтернативная вселенная, в которой Америкой руководит мудрая женщина

GQ
Этика и синтетика Этика и синтетика

Звезда электропопа Sophie разрушает границы и стереотипы

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

ОС Android сегодня стоит на почти 90% всех смартфонов

РБК
Между солнышком лесным и «Металликой» Между солнышком лесным и «Металликой»

Почему Ольга Чикина все еще боится выходить на сцену

Русский репортер
Грустный «Сторож». Новый фильм Юрия Быкова — о злых бандитах и тоскливых охранниках Грустный «Сторож». Новый фильм Юрия Быкова — о злых бандитах и тоскливых охранниках

Почему фильм Юрия Быкова «Сторож» получился не для широкого проката

Forbes
Как Крис Хемсворт и Тесса Томпсон изменили «Людей в черном» Как Крис Хемсворт и Тесса Томпсон изменили «Людей в черном»

Смешно, стильно, но громоздко и банально

GQ
Как устроена программа «Учитель для России» и зачем она нужна Как устроена программа «Учитель для России» и зачем она нужна

Как попасть в проект «Учитель для России»

РБК
Открыть в приложении