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

Цветок троллей Цветок троллей

Купальница европейская: когда одна стоит, и то мимо не пройдёшь

Наука и жизнь
Путешественники во времени Путешественники во времени

Искусство управлять временем совершенствуется и специализируется

Psychologies
Палеонтологи СПбГУ проследили эволюцию мозга крокодилов Палеонтологи СПбГУ проследили эволюцию мозга крокодилов

Ученые создали 3D-модель мозга древних параллигаторов

Знание – сила
Самосострадание: как я стала себе лучшим другом Самосострадание: как я стала себе лучшим другом

Пора перестать устранять симптомы и заняться самой болезнью

Psychologies
Град киконов Град киконов

Парусная яхта «Ойкумена» идёт по пути Одиссея

Дилетант
8 лайфхаков с содой на все случаи жизни (от укуса комара до потеющих ног) 8 лайфхаков с содой на все случаи жизни (от укуса комара до потеющих ног)

Мы точно знаем: у тебя дома есть пачка соды

Playboy
Берегите друзей Берегите друзей

Их разделяют сотни тысяч рублей, но философия у Lada 4x4 и Renault Duster схожая

АвтоМир
Самые молодые участники рейтинга Forbes «30 до 30» Самые молодые участники рейтинга Forbes «30 до 30»

Девятка самых юных участников рейтинга 30 перспективных россиян моложе 30 лет

Forbes
Когда в постели уже трое: 5 стереотипов о сексе во время беременности Когда в постели уже трое: 5 стереотипов о сексе во время беременности

Многие пары отказываются от секса во время беременности

СНОБ
История фотографии, на которой 25 тысяч лиц История фотографии, на которой 25 тысяч лиц

Снимок, который попал в Книгу рекордов России

СНОБ
Муза Муза

Петербургская фитнес-богиня Анастасия Миронова делится своими мыслями

Собака.ru
Они же голые! Виктория Боня, Ванесса Паради и другие нудисты среди звезд Они же голые! Виктория Боня, Ванесса Паради и другие нудисты среди звезд

Знаменитости, которые любят загорать без одежды

Cosmopolitan
Правнук Суворова Правнук Суворова

Нередко одна атрибуция помогает затем совершить новые открытия

Дилетант
Встреча без галстуков Встреча без галстуков

Дизайнер Маржолен Лере оформила дом в Сен‑Тропе для семьи банкира и юриста

AD
Самые уважаемые руководители компаний в мире — 2019 Самые уважаемые руководители компаний в мире — 2019

Reputation Institute составил список генеральных директоров с лучшей репутацией

Forbes
У Харри Холе проблемы: фрагмент романа «Нож» Ю Несбе У Харри Холе проблемы: фрагмент романа «Нож» Ю Несбе

Фрагмент нового романа норвежца Ю Несбе о детективе Харри Холе

Esquire
Третий не лишний Третий не лишний

На российский рынок выходит третий автомобиль из семейства Kia Ceed

АвтоМир
Изменчивая родинка Изменчивая родинка

20 мая в России отмечается День диагностики меланомы

Лиза
Доброе дело. Почему в социальном бизнесе больше женщин Доброе дело. Почему в социальном бизнесе больше женщин

От чего зависит коммерческий успех проектов, созданных женщинами?

Forbes
Заработать не только на поиске. Google объявил о масштабной внутренней реорганизации Заработать не только на поиске. Google объявил о масштабной внутренней реорганизации

Google задумался о поиске новых источников дохода

Forbes
Покемоны формируют уникальный отдел мозга у человека Покемоны формируют уникальный отдел мозга у человека

Ученые обнаружили в мозгу людей уникальную область

Популярная механика
Оранжевое настроение Оранжевое настроение

Муся Тотибадзе выпускает дебютный альбом и обещает: «Закачаетесь!»

Vogue
На краю земли На краю земли

Архитектор Марсио Коган переделал колониальный дом в Бразилии

AD
13 приборов, из которых пьют чай во всем мире: чабань, армуд, чахэ и многое другое 13 приборов, из которых пьют чай во всем мире: чабань, армуд, чахэ и многое другое

Самый интересный гид по чайным традициям всего мира: от Китая до Южной Америки

Playboy
От адыгейского сыра до британского эля: как регионы добиваются монополии на продукты От адыгейского сыра до британского эля: как регионы добиваются монополии на продукты

Далеко не все производители способны соответствовать заявленным требованиям

Forbes
Топ-9 самых мотивирующих книг о том, как строить бизнес (проверено) Топ-9 самых мотивирующих книг о том, как строить бизнес (проверено)

Мы спасем вас от бесконечного количества сомнительной бизнес литературы

Playboy
Великий комбинатор Великий комбинатор

Доктор психологии Филиппа Коэн победила в борьбе за руку и сердце Джуда Лоу

StarHit
Бурный роман Бурный роман

Пятьдесят шестой Форбс Роман Авдеев — самый многодетный отец России

Tatler
«Если нет планов на 50 лет, ты их не проживешь»: как Филипп Генс продолжил дело отца «Если нет планов на 50 лет, ты их не проживешь»: как Филипп Генс продолжил дело отца

Филипп Генс — о своем отце, компании и эволюции в бизнесе

Forbes
Тройной агент Тройной агент

Не знаем, как ей все удается, но видим, что останавливаться Настя явно не хочет

Glamour
Открыть в приложении