Физичните свойства на елементите са от решаващо значение - те определят всяко взаимодействие във Вселената и са следствие от начина, по който са били произведени (и обуславят начина, по който сме ги използвали). Както винаги, съществуват няколко подходящи отговора на по-горния въпрос, но и нюансите не са малко. Освен това и самият въпрос не е толкова добре дефиниран, колкото вероятно ви се струва.

Както сме казвали и преди, тегло и маса са две различни понятия в науката. Те са свързани, разбира се, но масата е вътрешно свойство на материята, докато теглото е сила, която зависи от гравитационното поле на мястото, където го измервате. Така че за тежестта можем да се придържаме към определението за маса или да говорим за усещането, което имаме за даден елемент.

На много места ще откриете, че най-тежкият елемент е уранът. По-специално изотопът уран-238, който е най-разпространеният и стабилен от всички природни изотопи, често се смята за най-тежкия, който може да се намери в природата. Атомната му маса, както подсказва името, е 238, т.е. броят на неутроните и протоните в ядрото му. За уран-238 това са 92 протона и 146 неутрона.

Всеки елемент с по-голям брой протони е открит, след като е създаден в лаборатория, но се оказва, че плутоният (94 протона) - въпреки че е идентифициран в лабораторията на Глен Т. Сиборг и неговия екип в Калифорнийския университет в Бъркли - също се среща в природата. Част от този естествен плутоний е свързан с урана. Част от него е открита в метеоритен прах, отложен на морското дъно. И така, плутоний-244 е най-тежкият естествено срещащ се елемент, който познаваме.

Но ние сме създали много по-големи елементи от плутония. Най-тежкият елемент, който някога е бил синтезиран, е оганесон (химичен символ Og). Той има 118 протона и 176 неутрона, което прави атомна маса 294. Получен е за първи път през 2002 г. в Обединения институт за ядрени изследвания (ОИЯИ) в Дубна, близо до Москва, и е кръстен на руско-арменския ядрен физик Юрий Оганесян, който открива някои от най-тежките елементи в периодичната таблица.

Възможно е някой ден този рекорд да бъде счупен. Ядрените физици разполагат с доказателства за т.нар. магически числа - определен брой протони и/или неутрони, които са много по-стабилни от други ядра. Тези числа са 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Последното е наблюдавано само за неутроните, но е възможно хипотетичният унбихексий със 126 протона и много повече неутрони да бъде синтезиран и да бъде стабилен. Или поне достатъчно стабилен, за да можем да го измерим.

Кое е по-тежко: килограм пера или килограм олово?

Сега вече не разглеждаме масата на въпросните атоми, а друга величина - плътността. Плътността е масата на единица обем. Тя е изключително полезна величина и при нея човешкият опит може да бъде подвеждащ. Да вземем за пример въпроса от подзаглавието. Килограмът олово е по-плътен и ни кара да си мислим, че той е по-тежък от килограм пера. Всъщност обаче те имат еднаква маса.

Плътността не скалира и с атомната маса, така че ако имате кубче уран и кубче друг елемент, уранът няма да е най-плътният елемент просто защото е с най-голяма маса. Най-плътният елемент е осмий, а веднага след него - иридий. И двата имат почти два пъти по-голяма плътност от оловото и разликата помежду им е изключително малка.

Защо елементите са толкова плътни? Те имат достатъчно висока атомна маса, но съвсем малък атомен радиус поради добре организираните електрони, така че в един и същи обем можете да съберете повече атоми осмий, отколкото всеки друг известен елемент. Плътността на осмия е 22,6 пъти по-голяма от тази на течната вода.

Източник: IFLScience