В природе встречаются 94 химических элемента. К настоящему времени искусственно
получены ещё 15 трансурановых элементов (элементы с 95-го по 109-ый),
существование 10 из них бесспорно.
Самые распространенные
Литосфера. Кислород (O), 46,60% по весу. Открыт в 1771 г. Карлом Шееле (Швеция).
Атмосфера. Азот (N), 78,09% по объему, 75,52% по массе. Открыт в
1772 г.
Резерфордом (Великобритания).
Вселенная. Водород (Н), 90% всего вещества. Открыт в 1776 г. Генри
Кавендишем (Beликобритания).
Самый редкий (из 94)
Литосфера. Астат (At): 0,16 г в
земной коре. Открыт в 1940 г.
Корсоном (США) с сотрудниками. Встречающийся в
природе изотоп астат 215 (215Аt) (открыт в 1943 г.
Б. Карликом и Т. Бернертом, Австрия)
существует в количестве лишь 4,5 нанограмма.
Атмосфера. Радон (Rn): всего
2,4 кг (6·10–20 объема одной части на 1 млн).
Открыт в 1900 г.
Дорном (Германия). Концентрация этого радиоактивного газа в районах залежей
гранитных пород предположительно стала причиной ряда раковых заболеваний. Общая
масса радона, находящегося в земной коре, из которой и пополняются атмосферные
запасы газа, равна 160 т.
Самый легкий
Газ. Водород (Н) имеет плотность 0,00008989 г/см3 при
температуре 0°С и давлении в 1 атм. Открыт в 1776 г. Кавендишем
(Великобритания).
Металл. Литий (Li), имеющий
плотность 0,5334 г/см3, является самым лёгким из всех твёрдых
веществ. Открыт в 1817 г.
Арфведсоном (Швеция).
Максимальная плотность
Осмий (Os), имеющий
плотность 22,59 г/см3, является самым тяжёлым из всех твёрдых
веществ. Открыт в 1804 г.
Теннантом (Великобритания).
Самый тяжёлый газ
Им является радон (Rn),
плотность которого 0,01005 г/см3 при 0°С. Открыт в 1900 г. Дорном
(Германия).
Последний из полученных
Элемент 108, или уннилоктий
(Uno). Это предварительное название дано
Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC). Получен в апреле
1984 г.
Г. Мюнценбергом с сотрудниками (Западная
Германия), которые наблюдали всего 3 атома этого элемента в лаборатории
Общества по исследованию тяжёлых ионов в Дармштадте. В июне того же года
появилось сообщение о том, что этот элемент был получен также
Ю.Ц. Оганесяном с сотрудниками в Объединённом институте ядерных
исследований, Дубна, СССР.
Единственный атом унниленния
(Une) был получен в результате бомбардировки висмута
ионами железа в лаборатории Общества по исследованию тяжёлых ионов, Дармштадт,
Западная Германия, 29 августа 1982 г. У него самый большой порядковый
номер (элемент 109) и самая большая атомная масса (266). По самым
предварительным данным, советские ученые наблюдали образование изотопа элемента
110 с атомной массой 272 (предварительное название – унуннилий(Uun)).
Самый чистый
Гелий-4 (4Не), полученный в апреле
1978 г.
П.В. Маклинтоком из Ланкастерского университета,
США, имеет менее 2 частей примесей на 1015 частей объема.
Самый твёрдый
Углерод (С). В аллотропной
форме алмаза имеет твёрдость по методу Кноопа – 8400.
Известен с доисторических времен.
Самый дорогой
Калифорний (Сf) продавался в 1970 г. по цене 10 долл. за
микрограмм. Открыт в 1950 г.
Сиборгом (США) с сотрудниками.
Самый пластичный
Золото (Аu). Из 1 г
можно вытянуть проволоку длиной 2,4 км. Известно с 3000 г. до н.э.
Самый высокий предел прочности на разрыв
Бор (В) – 5,7 ГПа. Открыт в 1808 г.
Гей-Люссаком и Тенаром (Франция) и X. Дэви
(Великобритания).
Точка плавления/кипения
Самая низкая. Среди неметаллов гелий-4 (4Не) имеет самую низкую
точку плавления –272,375°С при давлении 24,985 атм
и самую низкую точку кипения –268,928°С. Гелий открыт в 1868 г. Локьером (Великобритания) и Жансеном
(Франция). Одноатомный водород (Н) должен быть несжижаемым
сверхтекучим газом. Среди металлов соответствующие параметры у ртути (Hg): –38,836°С (точка плавления) и
356,661°С (точка кипения).
Самая высокая. Среди неметаллов самая высокая точка плавления и точка
кипения у известного с доисторических времен углерода (С): 530°С и 3870°С. Однако представляется спорным, что графит
стабилен при высоких температурах. Переходя при 3720°С из твёрдого в
парообразное состояние, графит может быть получен как жидкость при давлении в
100 атм и температуре 4730°С. Среди металлов
соответствующие параметры у вольфрама (W): 3420°С (точка плавления) и 5860°С
(точка кипения). Открыт в 1783 г.
Х.Х. и Ф. д'Элуярами (Испания).
Изотопы
Наибольшее количество изотопов (по 36 у
каждого) у ксенона (Xe), открыт в 1898 г. Рамзаем и
Траверсом (Великобритания), и у цезия (Cs), открыт в 1860 г. Бунзеном и
Кирхгофом (Германия). Наименьшее количество (3: протий, дейтерий и тритий) у
водорода (Н), открыт в 1776 г.
Кавендишем (Великобритания).
Самый стабильный. Теллур-128 (128Те), по данным двойного
бета-распада, имеет период полураспада 1,5·1024 лет. Теллур
(Те) открыт в 1782 г.
Мюллером фон Райхенштайном (Австрия). Изотоп 128Те
впервые обнаружен в естественном состоянии в 1924 г. Ф. Астоном (Великобритания). Данные о его
сверхстабильности были вновь подтверждены в 1968 г.
исследованиями Е. Александера-младшего, Б. Шринивасана и О. Маньюэла
(США). Рекорд альфа-распада принадлежит самарию-148 (148Sm)
– 8·1015 лет. Рекорд бета-распада принадлежит изотопу кадмия
113 (113Cd) – 9·1015 лет. Оба изотопа были
обнаружены в естественном состоянии Ф. Астоном,
соответственно, в 1933 и в 1924 гг. Радиоактивность 148Sm была
открыта Т. Уилкинсом и А. Демпстером (США) в 1938 г., а радиоактивность 113Cd
в 1961 г.
обнаружили Д. Уотт и Р. Гловер
(Великобритания).
Самый нестабильный. Время жизни лития-5 (5Li) ограничено
4,4·10–22 с. Изотоп впервые обнаружен Е. Титтертоном (Австралия) и Т. Бринкли
(Великобритания) в 1950 г.
Жидкостный ряд
Учитывая разницу между точкой плавления и
точкой кипения, элементом с самым коротким жидкостным рядом является инертный
газ неон (Ne) – всего навсего
2,542 градуса (от –248,594°С до –246,052°С), тогда как
самый продолжительный жидкостный ряд (3453 градуса) характерен для
радиоактивного трансуранового элемента нептуния (Np)
(от 637°С до 4090°С). Однако если принять во внимание истинный ряд жидкостей –
от точки плавления до критической точки, –то самый короткий период имеет
элемент гелий (Не) – всего 5,195 градуса (от абсолютного нуля до –268,928°С), а
самый продолжительный – 10200 градусов – для вольфрама (от 3420°С до 13 620°С).
Самое ядовитое
Среди нерадиоактивных веществ самые строгие
ограничения установлены для бериллия (Ве) – предельно
допустимая концентрация (ПДК) этого элемента в воздухе всего 2 мкг/м3.
Среди радиоактивных изотопов, существующих в природе или
вырабатываемых ядерными установками, самые строгие ограничения по содержанию в
воздухе установлены для тория-228 (228Th), который был впервые
обнаружен Отто Ганом
(Германия) в 1905 г.
(2,4·10–16 г/м3), а по содержанию в воде – для
радия-228 (228Ra), открытого О. Ганом в 1907 г.
(1,1·10–13 г/л). С точки зрения экологии они имеют
значительные периоды полураспада (т.е. свыше 6 месяцев).