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

На кемадеро в санбенито На кемадеро в санбенито

Инквизиция на долгое время стала чуть ли не символом Испании

Дилетант
Толпой и еще толпее Толпой и еще толпее

Почему люди, собравшиеся большими группами, начинают вести себя странно?

Maxim
Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
«Доверие — фундамент хороших отношений» «Доверие — фундамент хороших отношений»

Чрезвычайный и полномочный посол Японии в России ответил на вопросы «Огонька»

Огонёк
Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
Маша Малиновская: «Идеальных партнеров не существует» Маша Малиновская: «Идеальных партнеров не существует»

Умеет Маша разбудить воображение!

Playboy
Солнце над столицей Солнце над столицей

73-метровое колесо обозрения, возведенное к 850-летию Москвы, долго не простояло

Популярная механика
«Грыбной ералаш» «Грыбной ералаш»

Грибная пора в России

Наука и жизнь
Места силы: 6 улетных точек на Земле Места силы: 6 улетных точек на Земле

Чтобы очутиться на чужой планете, совсем не обязательно покидать нашу

Вокруг света
11 лучших женщин-роботов в кино 11 лучших женщин-роботов в кино

Каких женщин-киборгов мы повидали за свою жизнь

Maxim
Театр: Елизавета Боярская Театр: Елизавета Боярская

Звезда МДТ показала в Малом зале Филармонии мультимедийный спектакль «1926»

Собака.ru
Вакуумный упаковщик для дома: какой лучше выбрать Вакуумный упаковщик для дома: какой лучше выбрать

Эти устройства созданы для того, чтобы удалять воздух из упаковки

CHIP
Лучшие рестораны, кафе и бары в московских парках Лучшие рестораны, кафе и бары в московских парках

Вина и закуски в кафе и ресторанах Парка Горького

Forbes
«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
«Открывают зубочистками». Что и как угоняют в России «Открывают зубочистками». Что и как угоняют в России

Рейтинг защищенности от угона популярных моделей составили страховщики

РБК
Карта местности Карта местности

Блогер, телеведущий и актриса в путешествии по живописным местам России

Grazia
Торгуйся! или Как торговаться о зарплате на собеседовании Торгуйся! или Как торговаться о зарплате на собеседовании

Как убедить работодателя платить вам столько, сколько вы действительно стоите?

Psychologies
«У водителей нет шансов». Мошенники придумали новую схему «У водителей нет шансов». Мошенники придумали новую схему

Автомобилист потратил почти год на суды, доказывая, что не ездил пьяным за рулем

РБК
Girls in Vogue: сестры Тотибадзе Girls in Vogue: сестры Тотибадзе

Сестры Тотибадзе о бабушке из Парижа и любимых книгах

Vogue
Без цензуры: звезды, которые не стыдятся говорить с детьми о сексе Без цензуры: звезды, которые не стыдятся говорить с детьми о сексе

Звезды, которые не боятся обсуждать с малышами «запретные» темы

Cosmopolitan
Как программист с Урала зарабатывает сотни тысяч долларов в год на продаже советского БАДа в Калифорнии Как программист с Урала зарабатывает сотни тысяч долларов в год на продаже советского БАДа в Калифорнии

Как предприниматель подсадил американцев на алтайское мумие?

Forbes
25 все еще (почему-то) крутых вещей 25 все еще (почему-то) крутых вещей

Есть в этом переменчивом мире вещи и люди, которые забыли выйти из моды

Maxim
От чекистов к олигархам: человек-легенда Филипп Бобков От чекистов к олигархам: человек-легенда Филипп Бобков

Жизнь Филиппа Бобкова стала отражением главных тектонических разломов эпохи

Forbes
Элеонора Каризи о моде и блогинге Элеонора Каризи о моде и блогинге

It girl рассказала, почему сменила тексты на фотографии, а Турин на Милан

Vogue
Скандальный штраф с камер: власти объяснили, почему они правы Скандальный штраф с камер: власти объяснили, почему они правы

Почему остановившийся пропустить пешехода водитель получил штраф?

РБК
Не только о лошадях Не только о лошадях

Должен ли крупный и солидный седан обладать очень мощным мотором?

АвтоМир
Мода: Андрей Кравцов Мода: Андрей Кравцов

Дизайнер, создавший бренд SH’U («Шью»)

Собака.ru
«Русские родители напоминают снегоуборочные машины». Эстер Войджицки о том, как вырастить девочек из списка Forbes «Русские родители напоминают снегоуборочные машины». Эстер Войджицки о том, как вырастить девочек из списка Forbes

Автор бестселлера «Как воспитать успешного человека» Эстер Войджицки

Forbes
Кто тут четвертая власть? СМИ против беззакония Кто тут четвертая власть? СМИ против беззакония

Способна ли российская пресса занять достойное место «четвертой власти»?

Forbes
3 варианта идеального холостяцкого завтрака (5 минут и минимум усилий) 3 варианта идеального холостяцкого завтрака (5 минут и минимум усилий)

Колбаса, гречка, яйца — все, что вы любите

Playboy
Открыть в приложении