什么是密度最大的金属?地球上自然有常温常压下密度最高的金属;还有我们的人造金属物质,密度更大;此外,宇宙中还有超常温超高压下的物质,密度高得惊人。当然,这些物质可能不是金属,而是另一种特殊的存在。那么什么是金属呢?
金、银、铁、锰、锌等我们生活中经常用到的物质都与我们息息相关。这些物质都是金属。它们有一个共同的特点:大部分是固体,具有金属光泽,大部分是导电体和热导体,具有延展性、高密度和高熔点。如果从微观角度来看,金属中的核外电子一般不超过4个。当受到外部条件的影响时,金属的种类很多,分为黑色金属、有色金属、重金属和稀有金属。
常温常压下,自然界中密度最高的金属是锇,密度为22.6克/立方厘米。化学元素周期表中的原子序数是76,符号是Os。它最早发现于1804年,这种金属并不常见。金的密度为19.32 g/cm3,大于金的密度,但差别不是很大。恐怕很难用手的感觉来分辨。
锇的熔点很高,可以达到3045℃,而钨的熔点为3400℃,两者相差不大。大发明家爱迪生发明电灯是用钨做灯丝,那么锇能做灯丝吗?这样不行。锇在高温下有剧毒,会强烈刺激人的眼部黏膜。严重时会导致失明,所以不能作为灯丝使用。
锇在自然界中含量很少,相当于地壳的万分之一。它与铱结合形成伴生矿。这种金属提炼出来后,与其他金属融合,形成硬度很高、很锋利的合金材料。例如,医院的手术刀在我们的生活中被广泛使用。
锇是我们工业生产中使用的密度最高的金属。我们也可以人工制造比锇密度更高的金属。1984年,德国人用铁离子辐照铅,得到108号元素,称为“钐黑”。据估计,这种元素的密度为40.9克/厘米。这是我们发现的密度最高的金属。此外,人类还创造了一种109元素,以女科学家Maitenaz命名,密度为37.4克/厘米。
这两种金属的密度比锇大得多,但它们并不存在于自然界,只存在于我们的实验室。在宇宙中,有些物质的密度高得惊人,比如密度达到10亿吨/立方厘米的超固态白矮星和中子星。一个有指甲的物质比几百栋楼还重,几十列火车都拖不动。
还有密度更大的物质。我们学过化学,物质的质量主要集中在原子核内,原子核的密度是10 ^ 17kg/m3。当外界条件发生变化,超高温超高压,当大量原子核被外力聚集在一起时,就可以产生比原子核密度更高的物质——夸克,温度达到4万亿摄氏度,密度比中子星还大,一立方厘米重400亿吨。
当然,中子星和夸克不属于金属的范畴,因为原子核外不可能有移动的电子,它们失去了金属的属性。我们之前说过,很明显,物质具有导电性,是因为原子核外有自由运动的电子,所以可以称之为金属。这些物质不导电,所以它们不是金属。
综上所述,锇是我们地球上密度最大的金属,但有两种人造金属的密度比锇高,即“钐黑”和“钐麦”。宇宙中还有密度更高的物质,比如中子星和夸克,它们不是金属,而是特殊物质。