什么是元素周期表上密度最大的元素？(the densest element on the periodic table?)

你有没有想过哪种元素的密度或单位体积的质量最高？虽然锇通常被认为是密度最高的元素，但答案并不总是正确的。下面是密度的解释，以及如何确定该值。...

你有没有想过哪种元素的密度或单位体积的质量最高？虽然锇通常被认为是密度最高的元素，但答案并不总是正确的。下面是密度的解释，以及如何确定该值。

密度是每单位体积的质量。它可以通过实验测量，也可以根据物质的性质以及在特定条件下的行为进行预测。事实证明，两种元素中的任何一种都可以被认为是密度最高的元素：锇或铱。锇和铱都是非常致密的金属，它们的重量大约是铅的两倍。在室温和常压下，锇的计算密度为22.61 g/cm3，铱的计算密度为22.65 g/cm3。然而，锇的实验测量值（使用x射线晶体学）为22.59 g/cm3，而铱的实验测量值仅为22.56 g/cm3。通常，锇是密度最大的元素。

然而，元素的密度取决于许多因素。这些包括元素的同素异形体（形式）、压力和温度，因此密度没有一个单一的值。例如，地球上的氢气密度非常低，但太阳中的同一元素的密度超过地球上的锇或铱。如果在普通条件下同时测量锇和铱的密度，锇将获奖。然而，稍有不同的条件可能会导致铱排在前面。

在室温和高于2.98 GPa的压力下，铱的密度比锇高，密度为每立方厘米22.75克。

为什么锇在重元素存在时密度最大

假设锇的密度最高，你可能想知道为什么原子序数越高的元素密度就越小。毕竟，每个原子都更重。但是，密度是单位体积的质量。锇（和铱）的原子半径很小，因此质量被压缩成一个小体积。发生这种情况的原因是f电子轨道在n=5和n=6轨道上收缩，因为其中的电子没有很好地屏蔽正电核的吸引力。此外，锇的高原子序数也带来了相对论效应。电子以如此快的速度绕原子核运行，它们的表观质量增加，s轨道半径减小。

困惑的简而言之，锇和铱比铅和其他原子序数更高的元素密度更大，因为这些金属结合了大原子序数和小原子半径。

其他具有高密度值的材料

玄武岩是密度最高的岩石类型。它的平均值约为每立方厘米3克，甚至不接近金属，但仍然很重。根据其成分，闪长岩也可能被视为竞争者。

地球上密度最大的液体是液态元素汞，其密度为每立方厘米13.5克。

发表于 2021-09-23 23:43
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分类：化学

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