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

Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
«Мысленный волк» Валерии Гай Германики: фильм-провокация на религиозную тему «Мысленный волк» Валерии Гай Германики: фильм-провокация на религиозную тему

Режиссер Валерия Гай Германика вернулась на «Кинотавр»

Esquire
Дроны в погоне за картой Дроны в погоне за картой

Человечество до сих пор не составило полную карту своей собственной планеты

Популярная механика
Кай Метов: «Иногда мне дарят продукты» Кай Метов: «Иногда мне дарят продукты»

Певец рассказал о поклонницах, вечеринках и как относится к этому новая девушка

StarHit
Проблемы голубых кровей Проблемы голубых кровей

Сотни тысяч мечехвостов истекают кровью ради человечества

Популярная механика
Honda N600: романтическая история хэтчбека, который выжил Honda N600: романтическая история хэтчбека, который выжил

Когда провел 50 лет на помойке, а потом выяснилось, что ты — наследный принц

Maxim
Пограничное состояние, или текс, мекс и индейцы Пограничное состояние, или текс, мекс и индейцы

Никакие пограничные посты не смогут разделить людей одной культуры

Вокруг света
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
Как половчанки породнили Русь и степь Как половчанки породнили Русь и степь

Рассказы о непримиримой вражде русских князей и кочевников сильно преувеличены

Дилетант
«Они шакалят у больниц». Как оштрафовать эвакуатор «Они шакалят у больниц». Как оштрафовать эвакуатор

Почему эвакуаторы перекрывают движение и куда можно пожаловаться на их работу

РБК
Коллаборации поп-звезд с брендами: лучшие тренды этого лета из Кореи Коллаборации поп-звезд с брендами: лучшие тренды этого лета из Кореи

О главных коллабах корейских поп-звезд

Cosmopolitan
Мультимиллионер Сергей Махлай стал фигурантом нового уголовного дела Мультимиллионер Сергей Махлай стал фигурантом нового уголовного дела

Организованное преступное сообщество похитило более 2,5 млрд рублей

Forbes
«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
Суд приговорил полковника Захарченко к 13 годам лишения свободы Суд приговорил полковника Захарченко к 13 годам лишения свободы

Пресненский суд Москвы приговорил к 13 годам колонии Дмитрия Захарченко

Forbes
Немецкие ученые опровергли миф о скупости богатых Немецкие ученые опровергли миф о скупости богатых

Новое исследование опровергает представление о скупости богатых людей

Forbes
6 овощей, которые не так полезны, как мы думали (и даже наоборот) 6 овощей, которые не так полезны, как мы думали (и даже наоборот)

Некоторые овощи совсем не такие хорошие, как тебе кажется

Playboy
Клоуны — серьезные и ранимые парни? Один день циркового клоуна в 2019 году Клоуны — серьезные и ранимые парни? Один день циркового клоуна в 2019 году

Интервью с представителем профессии, о которой мы стали забывать

Playboy
60 спутников Илона Маска: что такое глобальный интернет и зачем он нужен? 60 спутников Илона Маска: что такое глобальный интернет и зачем он нужен?

Частная компания SpaceX начала развертывание сети из дюжины тысяч спутников

Популярная механика
Reuters узнал о «тайной сделке» Маттиаса Варнига с «Ренессанс Капиталом» Reuters узнал о «тайной сделке» Маттиаса Варнига с «Ренессанс Капиталом»

Немец Маттиас Варниг стал акционером инвестбанка «Ренессанс Капитал»

Forbes
Три мифа о детской агрессии Три мифа о детской агрессии

Установки, которые мешают родителям скорректировать агрессивное поведение детей

Psychologies
Единственная (и главная) претензия к сериалу «Чернобыль»: не делайте из ученых прокуроров Единственная (и главная) претензия к сериалу «Чернобыль»: не делайте из ученых прокуроров

О важном моменте, с которым трактовщики «Чернобыля» обращаются слишком вольно

Esquire
«Это дело породило некоторые вопросы». Кремль призвал силовиков обратить внимание на дело Голунова «Это дело породило некоторые вопросы». Кремль призвал силовиков обратить внимание на дело Голунова

Дело Ивана Голунова — это повод для пристального внимания соответствующих служб

Forbes
Летной погоды! Летной погоды!

Grazia собрала специальные предложения на летний отдых от разных отелей

Grazia
Лучшие сериалы всех времен: список из 12 шоу с самым высоким рейтингом Лучшие сериалы всех времен: список из 12 шоу с самым высоким рейтингом

Список для тех, кого интересуют самые рейтинговые шоу

Playboy
Как правильно принимать витамины и зачем это нужно Как правильно принимать витамины и зачем это нужно

Какую роль витамины играют в обменных процессах и как не навредить организму

РБК
«Они мешали пройти к автобусу». Власти объяснили спорный штраф «Они мешали пройти к автобусу». Власти объяснили спорный штраф

Водитель слишком долго находился в зоне знака, запрещающего стоянку и остановку

РБК
Бриллиантовый чайный пакетик и доспехи для морской свинки. 10 самых абсурдно дорогих вещей в мире Бриллиантовый чайный пакетик и доспехи для морской свинки. 10 самых абсурдно дорогих вещей в мире

Подборка самых удивительных вещей из предметов роскоши

Forbes
Последний звонок? Cпоры о третьей амнистии капиталов Последний звонок? Cпоры о третьей амнистии капиталов

В субботу, 1 июня, начался новый третий этап амнистии капиталов

Forbes
Вечный король Вечный король

Уже десять лет фанаты Майкла Джексона верят, что он инсценировал смерть

StarHit
Если с ребенком трудно Если с ребенком трудно

Родителей вывести из себя довольно просто. Как вернуться обратно?

Домашний Очаг
Открыть в приложении