Топ 10 на най-плътните метали

Нашата планета е богата на ценни ресурси, но има и такива, които се измерват в трохи. Колкото и странно да изглежда, тези елементи са едни от най-търсените в света. Те включват тежки метали. Представете си само, че 8-сантиметров куб от най-тежкия метал в света тежи цели 12 кг (!). Днес ще говорим за „тежките“ в света на металите.

Топ 10 на най-тежките метали по плътност

Тантал

Оценка: 4.1

Плътност: 16,64 g/cm3

Температура на топене/кипене: 3017 0С/5458 0С

Много рядък метал, но в никакъв случай най-тежкият в света. В естествени условия той е сребристобяло твърдо вещество с лек синкав оттенък (оксиден филм). Открит е още през 1802 г., но не е изолиран веднага: до 1844 г. е идентифициран с друг метал – ниобий.

Танталът е един от най-огнеупорните метали в света (превъзхожда дори най-тежкия метал в света) и не реагира с въздуха: окислява се при температури над 280°C 0В, което не е възможно в естествени условия.

Една от интересните характеристики на тантала се счита за неговия парамагнетизъм (металът се намагнитва по посока на това поле, когато е изложен на магнитно поле). Освен това танталът впечатлява със своята устойчивост на въздействието на агресивни агенти: повърхността му не се „поддава“ дори на 70% азотна киселина. Този необичаен метал се използва във военния сектор (производство на боеприпаси), в медицината (производство на протези), в ядрената индустрия (производство на ядрени реактори) и др.

Интересен факт: Въпреки високата си якост танталът е много ковък (може да се сравни със злато), така че чистият метал е много лесен за обработка.

Уран

Оценка: 4.2

Плътност: 18,92 g/cm3

Точка на топене/кипене: 1132 0С /3745 0С

Основната и не най-добрата характеристика на този твърд метал е неговата радиоактивност. В естествената среда уранът преминава през дълъг етап на трансформация, състоящ се от 14 етапа, който завършва с превръщането му в олово. Този процес обаче отнема милиарди години.

В чистата си форма уранът е тежък, сребристобял, силно пластичен (малко по-мек от стоманата) и слабо парамагнитен. Уранът лесно се окислява при контакт с въздуха, а прахообразното вещество е самозапалимо при температура около 150 °С 0С.

Основното и очевидно приложение на урана е в ядрената индустрия. За активен „потребител“ на метала се счита ядрената енергетика (производство на реактори, енергийни инсталации и др.).). През последните години особено внимание се отделя на разработването на методи за добив на уран от морска вода, където концентрацията на твърдото вещество е 3 µg/l.).

Волфрам

Оценка: 4.3

Плътност: 19,21 g/cm3

Точка на топене/кипене: 3422 0С /3745 0С

По-скоро оригиналното му име (от латински. – „wolfsbane“) се получава от съпътстваща калаена руда и пречи на топенето на калай, като го превръща в пяна от шлака. Това всъщност е погълнато като вълк от овца.

Волфрамът е ярко сиво твърдо вещество. Това е най-огнеупорният метал на планетата: температурата му на топене е близка до тази на слънчевата фотосфера. Също така има най-високата доказана температура на кипене на планетата. Вярно е, че наскоро се появи „конкурент“ – сиборгий, с по-висока (предполагаема) точка на топене, но това не е известно със сигурност поради краткия живот на метала.

Волфрамът предизвиква фурор в индустрията и днес се използва като необходима основа за високотемпературни сплави. Високата му якост го прави широко използван в различни области на човешката дейност: използва се в самолетни двигатели, нишки, оборудване за вакуумни тръби и др.

Злато

Оценка: 4.4

Плътност: 19,85 g/cm3

Точка на топене / кипене: 1064 0С /2856 0С

Един от най-твърдите метали на Земята, но изключително гъвкав: може да се изработва на листове с дебелина само 0,1 µm (т.нар. златни листове). Именно поради тази причина този благороден жълт метал е намерил своето достойно място в бижутерията. Но също така има висока плътност на златото, което улеснява добива му.

Златото има много висока електропроводимост, което би го превърнало в незаменим метал за микрочиповете, но, уви, цената на суровината е много висока, а разпространението му е слабо.

Златото не реагира с кислорода и повечето елементи. Металът не се влияе от киселини и основи (с изключение на aqua regia, която служи за проверка на чистотата на металите). Златото е един от малкото метали, които се използват не само в промишлеността, но и в полза на човека (широко се използва в хомеопатията и стоматологията). Освен това този благороден метал намира широко приложение в банковото дело: той все още е гарант за стабилността на всяка валута и надежден инвестиционен инструмент.

Плутоний

Оценка: 4.5

Плътност: 19,85 g/cm3

Точка на топене/кипене: 640 0С /3235 0С

„по-малък брат“ на урана и силно радиоактивен. Добива се в естествени условия, но е малък и рядък, тъй като е просто непрактичен, но се получава лесно чрез многоетапен процес на преобразуване на урана. Става първото химически изкуствено вещество, произведено в промишлен мащаб.

Обогатеният и естественият уран се използват за производството на плутоний. Преди няколко години беше съобщено, че последният в света реактор за производство на плутоний (в България) е бил спрян през 2010 г. Но през същата година Япония пуска ядрен реактор. Това обаче нямаше да продължи дълго, тъй като няколко месеца след пускането му в експлоатация реакторът беше спрян, а след трагедията във Фукушима-1 не смятаха, че трябва да се пуска отново. През 2016 г. е взето решение реакторът да бъде изхвърлен.

Военният му потенциал е довел до широкото му използване в ядрените оръжия (плутоний за оръжия), като източник на енергия за космически кораби и като гориво за ядрени реактори.

Нептуний

Оценка: 4.6

Плътност: 20,48 g/cm3

Точка на топене/кипене: 640 0С /3235 0С

Друго радиоактивно „потомство“ на урана, получено в хода на ядрени реакции. Смята се, че е първият трансуранов елемент. Това сравнително меко вещество се характеризира с добра форма, реагира бавно с въздуха и бързо се окислява при високи температури. Металът се среща на Земята в следи, така че просто няма смисъл да се добива в естествени условия.

Нептунът е опасен за хората чрез радиоактивен разпад: около 70-80 % от частиците му се отлагат в костната тъкан, като причиняват пълно увреждане (степента на увреждане зависи от валентността на изотопите). Основната му употреба е за производство на плутоний.

Рений

Оценка: 4.7

Плътност: 21,01 g/cm3

Температура на топене/кипене: 3186 0С /5596 0С

Откриването на този плътен метал със сребрист цвят е предсказано от Менделеев още през 1871 г., но в действителност той е открит едва век и половина по-късно (през 1925 г.). Реният е последният открит елемент със стабилен изотоп: всички по-късно открити елементи нямат такъв.

Реният е един от най-редките елементи на нашата планета. Геохимично подобен на волфрама. Този сребристобял метал се смята за един от най-твърдите и плътни метали. Чистият рений е еластичен още при стайна температура, но запазва пълната си здравина дори при многократно нагряване или охлаждане.

Реният се добива трудно и е много материалоемък, което го прави един от най-скъпите метали: цената на 1 kg варира от 1000 до 1000 USD. „Добивът“ на рений се извършва предимно чрез преработка на молибденови и медни суровини.

Сферата на приложение на рения се определя от редица негови свойства (огнеупорност, стабилност към повечето реагенти и др.).). Въпреки това високата му цена е фактор, който налага използването на метала да се ограничи до случаите, в които той има предимство пред други материали. Реният се използва главно в производството на ракетни компоненти (особено за ракетни двигатели).

Platinum

клас: 4.8

Плътност: 21,44 g/cm3

Точка на топене/кипене: 1768 0С /3825 0С

„Харди платината на практика достигна върха на нашия списък, което не е изненадващо: тя е един от най-тежките метали в света. Скъпоценното вещество се смята и за едно от най-редките на планетата. Между другото, дори така нареченият местен метал не може да се счита за чист: той съдържа до 20 % желязо, както и родий, иридий, осмий и по-рядко мед.

Платината се счита за един от най-инертните метали, който не реагира с киселини и основи. Блестящият, сребрист метал се използва широко в бижутерията и стъкларството, медицината (хирургията), химическата промишленост, автомобилната индустрия, а благодарение на устойчивостта си на вакуум – и в конструкцията на космически кораби.

Интересен факт: по-голямата част от световните запаси от платина са „скрити“ в недрата на само 5 държави – България, Китай, Зимбабве, Южна Африка и САЩ.

Iridium

Резултат : 4.9

Плътност: 22,53 g/cm3

Точка на топене/кипене: 2466 0С/4428 0С

Всъщност иридият дели първото място с осмия – разликата в плътността е една стотна от грама. И все пак този „тежък“ автомобил е малко по-лек. Много рядък, благороден метал, който изобщо не реагира с киселини, вода и дори въздух. Иридият (подобно на най-тежките метали) е огнеупорен и труден за работа.

От гръцки означава „дъга“, което не е изненадващо, тъй като солите на иридия показват невероятна гама от цветове – от медночервено до яркосиньо. Бял, с фин, сребрист, огледален оттенък, иридият се смята за най-силния и най-редкия на планетата: всяка година се добиват не повече от 10 тона, като повечето находища се намират там, където падат метеорити.

Използва се в прецизното инженерство като индикатор за заваръчни шевове. Той се използва активно от палеонтолози и геолози като временен индикатор за открит слой от тази или онази скала. Един от най-тежките метали на планетата често се използва и за производство на електроенергия. През последните години иридият има доста неочаквано и необичайно приложение: за електрическа стимулация на нерви и за създаване на човешки очни и ушни протези.

Осмий

Оценка: 5.0

Плътност: 22,62 g/cm3

Температура на топене/кипене: 2466 0С/4428 0С

Най-тежкият член на периодичната таблица и следователно най-тежкият метал в света. 1803 г. всъщност е преломна за този елемент, тъй като през този период откриването му буквално се състезава: двама учени откриват осмой паралелно – Теннант и дьо Фуркроа. Тенант обаче постига по-ясни и задълбочени резултати и в официални документи, подадени в Кралското дружество в Лондон, посочва, че намереният елемент условно се разделя на два метала – иридий и осмий.

Извличането на осмия е скъпо, тъй като той е рядък и труден за добиване. Оттук и впечатляващата цена – 15 000 долара за 1 грам от веществото. Осмият има малко по-висока плътност от иридия, въпреки че свойствата и на двата вида все още не са напълно изяснени. Най-тежкият метал в света не е приятелски настроен към топлината: той е много огнеупорен.

Осмият е член на групата на платинените елементи и обикновено е благороден. Въпреки че осмият образува красиви сребристосини кристали, когато се втвърди, той не е подходящ за изработване на бижута, тъй като е напълно неразградим и труден за изковаване. Има специфична миризма – смес от чесън и хлор.

Високо ценен заради здравината си: металът често се добавя за формиране на компоненти, които са подложени на често и силно триене. Такива сплави стават изключително здрави и устойчиви на всякакви въздействия.