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

Дроны в погоне за картой Дроны в погоне за картой

Человечество до сих пор не составило полную карту своей собственной планеты

Популярная механика
Свадьба не по правилам Свадьба не по правилам

Брачная церемония – серьезный рубеж в отношениях двоих

Psychologies
Восемь умных ног Восемь умных ног

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

Наука и жизнь
Самый дорогой объектив по цене Kia Rio: Sony 600 mm F4 GM OSS Самый дорогой объектив по цене Kia Rio: Sony 600 mm F4 GM OSS

На что способен объектив почти за 1 млн рублей? Разбираемся в обзоре

CHIP
Мухи вредные и полезные Мухи вредные и полезные

Насекомые — это как бы параллельный мир, окружающий нас повсюду

Наука и жизнь
Место раздора Место раздора

В Грузии очередной всплеск антироссийских настроений

Эксперт
Продажный Голливуд Продажный Голливуд

Китай в торговой войне с США нанес противнику особенно коварный удар

Огонёк
Вечно молодой. Почему наши дети не смогут выбрать одну профессию на всю жизнь Вечно молодой. Почему наши дети не смогут выбрать одну профессию на всю жизнь

Взрослые все чаще шутят, что они сами не знают, кем будут, когда вырастут

Forbes
Как половчанки породнили Русь и степь Как половчанки породнили Русь и степь

Рассказы о непримиримой вражде русских князей и кочевников сильно преувеличены

Дилетант
Роберт Дауни-младший собрался очистить планету от мусора с помощью роботов Роберт Дауни-младший собрался очистить планету от мусора с помощью роботов

Голливудский актер и продюсер Роберт Дауни-младший анонсировал новый проект

Forbes
Картины, счета, самолеты. Суд арестовал имущество братьев Ананьевых Картины, счета, самолеты. Суд арестовал имущество братьев Ананьевых

Суд арестовал активы братьев Ананьевых по иску Промсвязьбанка

Forbes
В МГУ сделали искусственную кожу из наноёршиков В МГУ сделали искусственную кожу из наноёршиков

Команда учёных исследовала параметры биосовместимых самоорганизующихся полимеров

Популярная механика
Он потерял к вам сексуальный интерес: возможные причины Он потерял к вам сексуальный интерес: возможные причины

Если мужчина теряет к вам интерес, это не всегда означает, что чувства утихли

Psychologies
Качели для инвестора: как заработать на нестабильном рынке Качели для инвестора: как заработать на нестабильном рынке

Инструменты, которые позволяют получать доход и во время падения индексов

Forbes
Лунные альтернативы: СССР мог победить Лунные альтернативы: СССР мог победить

Опередить Америку на Луне Советский Союз, как известно, не сумел

Популярная механика
С подключением: как выбрать адаптер для Wi-Fi? С подключением: как выбрать адаптер для Wi-Fi?

Адаптер для Wi-Fi: как выбрать это маленькое, но очень важное устройство?

CHIP
«Такое не взломает даже квантовый компьютер» «Такое не взломает даже квантовый компьютер»

Как находят скрытое и расшифровывают тайное

Огонёк
Оценка «прилично» Оценка «прилично»

Наши коллеги из британского «Татлера» пишут новые правила светского этикета

Tatler
BTS — современные Beatles? Разбираемся в вопросе BTS — современные Beatles? Разбираемся в вопросе

Стили BTS и The Beatles не так уж и различаются

Cosmopolitan
Почему все помешались на документальных детективах Почему все помешались на документальных детективах

Истории преступлений — в сериалах и кино

Vogue
Алла Вербер Алла Вербер

Примадонна отечественного люкса сумела покорить сердца даже модных миллениалов

Glamour
7 самых частых ошибок парней на первом свидании (она может убежать) 7 самых частых ошибок парней на первом свидании (она может убежать)

«Вредные советы» о том, как исключить возможность второго свидания

Playboy
Самые непредсказуемые фильмы Каннского фестиваля: от Гаспара Ноэ до пародии на “Черное зеркало” Самые непредсказуемые фильмы Каннского фестиваля: от Гаспара Ноэ до пародии на “Черное зеркало”

В эту подборку попали фильмы, которые притворяются жанровым кино

Esquire
Почему все хотят именно часы с автоподзаводом? Почему все хотят именно часы с автоподзаводом?

Automatic – слово, способное набить цену вашим наручным часам

GQ
Пожарная реставрация Пожарная реставрация

Споры о том, как реставрировать символ Франции — знаменитый собор Нотр-Дам

Огонёк
Прионы: смертоносные молекулы-зомби Прионы: смертоносные молекулы-зомби

Странные белки, которые сегодня мы можем воспринимать не иначе как зомби

Популярная механика
Причины скачка биткоина: Трамп, Оруэлл и торговые войны Причины скачка биткоина: Трамп, Оруэлл и торговые войны

Есть ли шанс, что положительная динамика криптовалюты окажется долгосрочной

Forbes
«Артефакты в статистике». Эксперты усомнились в данных Росстата о резком росте промышленности «Артефакты в статистике». Эксперты усомнились в данных Росстата о резком росте промышленности

Промышленный рост в годовом выражении в апреле разогнан до двухлетнего максимума

Forbes
Радиация не всегда страшна: все, что вы хотели об этом знать Радиация не всегда страшна: все, что вы хотели об этом знать

После аварии на «Фукусиме» мир захлестнула очередная волна панической радиофобии

Популярная механика
Калви попросит следствие разрешить ему участвовать в Петербургском форуме Калви попросит следствие разрешить ему участвовать в Петербургском форуме

Майкл Калви хочет принять участие в Петербургском экономическом форуме

Forbes
Открыть в приложении