Наибольшая плотность металлов: рейтинг самых тяжелых на планете

О чем речь? Наибольшая плотность металлов – главная характеристика, которая определяется их тяжестью. Это соотношение массы к объему, которое измеряется в граммах на кубический сантиметр и обозначается кратко г/см³.

Что учесть? Другой важный способ определения тяжести металлов – относительная атомная масса. Например, по этому показателю самыми весомыми считаются уран и плутоний.

Кратко о плотных металлах

Сегодня периодическая система включает в себя 104 элемента, 82 из которых представляют группу металлов. Последние широко применяются в различных областях промышленного производства, строительства и во многих других сферах жизни современных людей.

Оценивая тяжесть металлов, мы, по сути, занимаемся сравнением их плотности (этот показатель говорит о том, сколько материи помещается в «упаковку» определенного объема). При словах о плотных и тяжелых веществах первым делом в голову приходит мысль о свинце. Однако существует множество материалов с большей плотностью, о которых пойдет речь ниже.

Тяжелыми принято считать группу металлов, плотность которых превышает 5 г/см³, а показатель атомного веса составляет не менее 50 г/моль.

Наибольшая плотность металлов, которую не следует путать с атомным весом, напрямую связана с самыми высокими значениями тяжести последних. В качестве единицы измерения принято использовать килограммы на метр кубический (кг/м³) или граммы на сантиметр кубический (г/см³). От данного параметра зависит то, как конкретный материал взаимодействует с другими. К примеру, большинство сплавов при погружении в воду идут ко дну за счет более высокого удельного веса.

Топ-13 самых тяжелых металлов по плотности

Рассмотрим свойства металлов, обладающих наибольшей плотностью:

Осмий

Это металл, имеющий наибольшую плотность (22,62 г/см³). За честь исходного описания свойств этого элемента, впервые открытого в самом начале XIX века, шла нешуточная борьба между двумя учеными. Победа досталась британскому химику Смитсону Теннанту. Этот элемент плавится при +2466 °C, а вскипает при +4428 °C.

Крайне высокая плотность этого редкого металла делает его трудно поддающимся механической обработке. Данный элемент отличается:

• тугоплавкостью;
• практически нулевой пластичностью (осмий никогда не куют);
• специфическим хлористым запахом.

Застывая и кристаллизуясь, он приобретает ярко-голубой оттенок. Благодаря износостойкости и способности сопротивляться механическим нагрузкам данный элемент часто используют в качестве легирующей добавки в сплавах, из которых изготавливаются подвижные детали промышленного оборудования. Стоимость составляет более 10 000 USD за один грамм.

Иридий

Данный элемент заслуженно занимает вторую строчку рейтинга самых тяжелых металлов с плотностью 22,53 г/см³, что почти в три раза превышает показатель железа (7,8 г/см³) и в два – ртути (13,6 г/см³).

Этот металл также открыл Смитсон Теннант в начале XIX века, случайно обнаружив его в остатках от растворения платины.

Чаще всего данный элемент используется для придания дополнительной твердости платиновым сплавам, применяемых для изготовления деталей механизмов, эксплуатация которых связана с воздействием высокой температуры. Источником этого редкого металла служат платиновые и никелевые руды.

«Иридий» на древнегреческом языке означает «радуга». Разнообразие цветов данному металлу обеспечивают соли. Этот элемент крайне редко встречается в земной коре и, как правило, его повышенные концентрации являются признаком метеоритной природы пород. Годовая добыча вещества составляет около 10 тонн. Среди поставщиков на рынок лидирует ЮАР.

Платина

По стоимости данный драгоценный металл, имеющий плотность 21,40 г/см³, уступает в нашем рейтинге только осмию и калифорнию-252. Платину широко применяют в самых разных областях – от изготовления ювелирных украшений и деталей химического оборудования до создания космических аппаратов. В нашей стране большую часть из 25 000 кг вещества ежегодно добывает горно-металлургическая компания «Норильский никель».

Самородки платины содержат включения железа, иридия, осмия, а также меди. Этот металл отличается химической инертностью и не вступает в реакцию с агрессивными средами. Температура плавления составляет +1768 °C, кипения – +3825 °C.

Рений

Название этого серебристо-белого металла связано с латинским Rhenus (Рейн). Его открыли германские химики Ида и Вальтер Ноддаки. Рений является последним из химических элементов со стабильным изотопом. Крайне высокая температура плавления делает его важным компонентом сплавов, применяемых для создания деталей ракет и самолетов.

Характеристики:

• плотность 21,01 г/см³;
• температура плавления +3186 °C;
• температура кипения +5596 °C;
• сохраняет прочность при частых перепадах температуры;
• хорошо поддается ковке.

Нептуний

Искусственным путем этот металл впервые удалось получить Э. М. Макмиллану и Ф. Х. Абельсону при бомбардировке ядер урана нейтронами в ходе экспериментов на циклотроне университета Беркли.

Температура плавления/кипения нептуния составляет +640 °C/+3235 °C соответственно, а плотность – 20,47 г/см³. Этому трансурановому металлу присущи хорошая ковкость и способность к быстрому окислению, однако он почти не реагирует с атмосферным воздухом. Продукты распада вещества крайне опасны для здоровья. Примерно 80 % вещества при попадании в человеческий организм оседает в костных тканях. Этот химический элемент используют главным образом для получения плутония.

Плутоний

Помимо высокой плотности (19,80 г/см³), этот металл отличается радиоактивностью. Добыча практически не ведется, основной источник – продукты многоступенчатого уранового преобразования. Этот элемент служит материалом для создания ядерных боезарядов, а также является источником энергии для космических аппаратов.

Характеристики:

• температура кипения +3235 °C;
• температура плавления +640 °C;
• плохо проводит электрический ток и тепло.

Высокая радиоактивность делает металл теплым наощупь. Это первый химический элемент, получаемый искусственным путем в промышленных масштабах.

Золото

Драгоценный металл отличается очень высокой пластичностью, а также электропроводностью. Применение золота в качестве материала для изготовления компонентов электроники ограничено только его высокой стоимостью. Наиболее широко этот элемент применяется в изготовлении ювелирных украшений и предметов роскоши.

Характеристики:

• плотность 19,29 г/см³;
• температура плавления/кипения: +1064/+2856 °C соответственно;
• отлично проводит электричество и тепловую энергию;
• не окисляется, контактируя с кислородом;
• устойчив к воздействию агрессивных химических сред.

Вольфрам

Помимо высоких плотности (19,29 г/см³), электро- и теплопроводности, устойчивости к воздействию кислых сред, а также износостойкости, этот металл имеет три уникальных особенности:

• Обладает крайне высокой температурой плавления/кипения – +3422 °C/+5555 °C соответственно (последний показатель сопоставим с нагревом поверхности Солнца.
• Является спутником оловянных руд, но при выплавке олова превращает его в шлаковую пену. Именно поэтому название металла с немецкого переводится как «волчьи сливки».
• Обладает наиболее низким (из всех элементов металлической группы) коэффициентом линейного расширения при высокой температуре.

Уран

С учетом атомной массы 238,0289 г/моль и плотности 19,05 г/см³ этот металл серебристо-белого или коричневого цвета считается самым тяжелым.

Характеристики:

• высокая пластичность (сравнимая с показателями стальных сплавов);
• способность к быстрому окислению;
• самопроизвольное воспламенение при температуре + 150 °C;
• температура плавления/кипения +1132 °C/+3745 °C;
• пластичность (ковкость).

Наиболее широко этот радиоактивный металл применяется в военной промышленности, а также в мирной атомной энергетике. Источником урана в основном служит морская вода.

Тантал

Этот металл синевато-серого цвета имеет плотность 16,67 г/см³ и очень высокую температуру плавления. Кроме того, тантал обладает большой твердостью, которая сочетается с пластичностью. Из этого вещества производят компоненты и детали для компьютеров, бытовой электроники, смартфонов, военной техники и т. д.

Ртуть

Вещество серебристого цвета обладает высокой плотностью (13,6 г/см³) и при комнатной температуре представляет собой жидкость. Пары ртути при вдыхании крайне опасны для здоровья человека. Люди находили самородный металл, начиная с глубокой древности.

Еще один путь получения этого химического элемента – обжиг киновари. Первое описание выделения чистого металла составил химик Д. Брандт в первой половине XVIII века, а Михаилу Ломоносову и Йозефу Адаму Брауну принадлежит честь открытия твердой (замороженной) ртути, которая обладает:

• электропроводностью;
• ковкостью;
• высокой токсичностью;
• температурой плавления/кипения – +39 °C/+356,66 °C.

Данный элемент содержат многие сульфидные минералы, особенно руды и антимониты. Металл широко применяют для изготовления измерительных приборов (термометров, барометров, манометров), светильников, вакуумных насосов и т. д.

Родий

Поверхность этого редкого элемента, принадлежащего к группе платиновых металлов, имеет характерный белый блеск. В земной коре находится как в сплавах, так и в свободном виде, а также в составе никелевых и платиновых руд. Честь открытия родия в начале XIX века принадлежит Уильяму Волластону. Не окисляется при высокой температуре и устойчив к воздействию кислых сред. Температуры плавления/кипения: +1964 °C/+3695 °C, плотность – 12,4 г/см³.

Каждые восемь из десяти тонн родия, добытых в мире, используются при производстве катализаторов. Также металл применяется в атомной энергетике и при изготовлении ювелирных украшений. В сплавах с палладием и платиной этот элемент дает высококачественные антикоррозионные покрытия.

Рутений

Данный элемент, входящий в платиновую группу, находится в земной коре в виде второстепенного компонента руд. Этому твердому белому металлу свойственны легкая окисляемость и растворимость в щелочных жидкостях. Однако рутений не разрушается под действием кислот, включая «царскую водку». Температуры плавления/кипения: +2334 °C/+4150 °C соответственно, плотность – 12,2 г/см³.

Этот элемент используют для легирования сплавов металлов, не входящих в платиновую группу для улучшения их характеристик. Основные области применения: микроэлектроника, изготовление деталей турбореактивных самолетных двигателей. Кроме того, рутений часто служит катализатором различных химических реакций.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.