Да ли сте се икад запитали који елемент има највише густина или маса по јединици запремине? Иако се осмијум обично наводи као елемент са највећом густином, одговор није увек тачан. Ево објашњења густине и како се одређује вредност.
Густина је маса по јединици запремине. Може се експериментално мерити или предвидети на основу својстава материје и како се понаша у одређеним условима. Као што се испоставило, било који од два елемента се може сматрати елемент са највећом густином: осмијум или иридиум. И осмијум и иридијум су врло густи метали, свака тежи отприлике двоструко више од олова. Ат собна температура и притиска, прорачуната густина осмијума је 22,61 г / цм3 а израчуната густина иридијума је 22,65 г / цм3. Међутим, експериментално измерена вредност (помоћу рендгенске кристалографије) за осмијум је 22,59 г / цм3, док је иридијум свега 22,56 г / цм3. Осмијум је обично најгушћи елемент.
Међутим, густина елемента зависи од многих фактора. Они укључују алотроп (облик) елемента, притисак и температуру, тако да не постоји јединствена вредност за густину. На пример, гас на водоник на земљи има веома ниску густину, али тај исти елемент на Сунцу има густину која прелази осмијум или иридијум на Земљи. Ако се и у нормалним условима мере густина осмијума и иридијума, осмијум добија награду. Ипак, мало другачији услови могу довести до тога да иридијум изађе испред.
На собној температури и притиску изнад 2,98 ГПа, иридијум је гушћи од осмијума, са густином од 22,75 грама по кубном центиметру.
Зашто је осмијум најгушћи када постоје тежи елементи
Под претпоставком да осмијум има највећу густину, можда се питате зашто елементи с већим атомским бројем нису гушћи. Уосталом, сваки атом тежи више. Али густина је маса по јединици запремине. Осмијум (и иридијум) имају веома мали атомски радијус, па је маса упакована у малу запремину. Разлог због којег се то дешава је ф орбитале електрона уговарају се на н = 5 и н = 6 орбитали, јер електрони у њима нису добро заштићени од привлачне силе позитивно набијеног језгра. Такође, висок атомски број осмијума уноси релативистичке ефекте у игру. Електрони орбитирају атомским језгром тако брзо да се њихова привидна маса повећава, а полумјер орбите се смањује.
Збуњени? Укратко, осмијум и иридијум су гушћи од олова и других елемената са већим атомским бројевима, јер ови метали комбинују велики атомски број са малим атомски радијус.
Остали материјали са вредностима високе густоће
Басалт је врста стена са највећом густином. Просечна вредност око 3 грама по кубном центиметру није ни близу оној метала, али је и даље тешка. Диорит се, у зависности од састава, такође може сматрати кандидатом.
Најгушћа течност на Земљи је течни елемент живе, чија густина износи 13,5 грама по кубном центиметру.