Predstavljamo izbor hemijskih rekorda iz Ginisove knjige rekorda.
Zbog činjenice da se stalno otkrivaju nove supstance, ovaj izbor nije trajan.

Hemijski zapisi za neorganske supstance

• Najčešći element u zemljinoj kori je kiseonik O. Njegov težinski sadržaj iznosi 49% mase zemljine kore.
• Najrjeđi element u zemljinoj kori je astat At. Njegov sadržaj u cijeloj zemljinoj kori je samo 0,16 g. Drugo mjesto po rijetkosti zauzima o.
• Najčešći element u svemiru je vodonik H. Otprilike 90% svih atoma u svemiru je vodonik. Helijum On je drugi najzastupljeniji u svemiru.
• Najjači stabilni oksidant je kompleks kripton difluorida i antimon pentafluorida. Zbog snažnog oksidacijskog učinka (oksidira gotovo sve elemente do najviših oksidacijskih stanja, uključujući i oksidirajući atmosferski kisik), vrlo mu je teško izmjeriti potencijal elektrode. Jedini rastvarač koji s njim reaguje prilično sporo je bezvodni fluorovodonik.
• Najgušća supstanca na planeti Zemlji je osmijum. Gustina osmijuma je 22,587 g/cm 3 .
• Litijum je najlakši metal. Gustina litijuma je 0,543 g/cm 3 .
• Najgušće jedinjenje je divolfram karbid W 2 C. Gustina divolfram karbida je 17,3 g/cm 3 .
• Grafenski aerogelovi su trenutno najmanje guste čvrste supstance. Oni su sistem grafena i nanocevi ispunjenih vazdušnim prazninama. Najlakši od ovih aerogela ima gustinu od 0,00016 g/cm3. Prethodno solidan sa najmanjom gustinom - silicijum aerogel (0,005 g / cm 3). Silicijumski aerogel se koristi u prikupljanju mikrometeorita prisutnih u repovima kometa.
• Najlakši gas i, u isto vreme, najlakši nemetal je vodonik. Masa 1 litre vodonika je samo 0,08988 grama. Osim toga, vodonik je i najtopljiviji nemetal pri normalnom pritisku (tačka topljenja je -259,19 0 C).
• Najlakša tečnost je tečni vodonik. Masa 1 litre tečnog vodonika je samo 70 grama.
• Najteži neorganski gas na sobnoj temperaturi je volfram heksafluorid WF 6 (tačka ključanja je +17 0 C). Gustina volfram heksafluorida kao gasa je 12,9 g/l. Među gasovima sa tačkom ključanja ispod 0 °C, rekord pripada telur-heksafluoridu TeF 6 sa gustinom gasa na 25 0 C od 9,9 g/l.
• Najskuplji metal na svijetu je kalifornij Cf. Cijena 1 grama izotopa 252 Cf dostiže 500 hiljada američkih dolara.
• Helijum He je supstanca sa najnižom tačkom ključanja. Njegova tačka ključanja je -269 0 C. Helijum je jedina supstanca koja nema tačku topljenja pri normalnom pritisku. Cak i sa apsolutna nula ostaje tečan i može se dobiti samo u čvrstom obliku pod pritiskom (3 MPa).
• Najvatrostalniji metal i supstanca sa najvišom tačkom ključanja je volfram W. Tačka topljenja volframa je +3420 0 C, a tačka ključanja je +5680 0 C.
• Najvatrostalniji materijal je legura hafnijuma i tantal karbida (1:1) (tačka topljenja +4215 0 C)
• Najtopljiviji metal je živa. Tačka topljenja žive je -38,87 0 C. Živa je i najteža tečnost, njena gustina na 25°C je 13,536 g/cm 3 .
• Iridijum je najotporniji metal na kiseline. Do sada nije poznata nijedna kiselina ili njihova mješavina u kojoj bi se iridij otopio. Međutim, može se rastvoriti u alkalijama sa oksidacionim agensima.
• Najjača stabilna kiselina je rastvor antimon pentafluorida u fluorovodoniku.
• Najtvrđi metal je hrom Cr.
• Najmekši metal na 25 0 C je cezijum.
• Najtvrđi materijal je i dalje dijamant, iako već postoji desetak supstanci koje mu se približavaju po tvrdoći (bor karbid i nitrid, titanijum nitrid itd.).
• Srebro je najprovodljiviji metal na sobnoj temperaturi.
• Najmanja brzina zvuka u tečnom helijumu na 2,18 K je samo 3,4 m/s.
• Najveća brzina zvuka u dijamantu je 18600 m/s.
• Izotop sa najkraćim vremenom poluraspada je Li-5, koji se raspada za 4,4 10-22 sekunde (izbacivanje protona). Zbog tako kratkog vijeka, ne prepoznaju svi naučnici činjenicu njegovog postojanja.
• Izotop s najdužim izmjerenim poluživotom je Te-128, s poluživotom od 2,2 x 1024 godine (dvostruki β-raspad).
• Ksenon i cezijum imaju najviše stabilnih izotopa (po 36).
• Najkraća imena hemijski element imaju bor i jod (po 3 slova).
• Najduža imena hemijskog elementa (po jedanaest slova) su protaktinijum Pa, ruterfordijum Rf, darmstadijum Ds.

Hemijski zapisi za organske materije

• Najteži organski gas na sobnoj temperaturi i najteži gas od svih na sobnoj temperaturi je N-(oktafluorbut-1-iliden)-O-trifluorometilhidroksilamin (t.k. +16 C). Gustina kao gas je 12,9 g/l. Među gasovima sa tačkom ključanja ispod 0°C, rekord pripada perfluorbutanu sa gustinom gasa na 0°C od 10,6 g/l.
• Najgorča supstanca je denatonijum saharinat. Kombinacija denatonijum benzoata sa natrijevom soli saharina dala je supstancu 5 puta gorču od prethodnog rekordera (denatonijum benzoata).
• Najnetoksičnija organska supstanca je metan. S povećanjem njegove koncentracije dolazi do intoksikacije zbog nedostatka kisika, a ne kao posljedica trovanja.
• Najjači adsorbent za vodu dobijen je 1974. godine od derivata škroba, akrilamida i akrilne kiseline. Ova tvar može zadržati vodu čija je masa 1300 puta veća od njene vlastite.
• Najjači adsorbens za naftne derivate je ugljenični aerogel. 3,5 kg ove supstance može apsorbovati 1 tonu ulja.
• Najsmrdljivija jedinjenja su etil selenol i butil merkaptan - njihov miris podseća na kombinaciju mirisa trulog kupusa, belog luka, luka i kanalizacije u isto vreme.
• Najslađa supstanca je N-((2,3-metilendioksifenilmetilamino)-(4-cijanofenilimino)metil)aminosirćetna kiselina (lugduname). Ova supstanca je 205.000 puta slađa od 2% rastvora saharoze. Postoji nekoliko njegovih analoga slične slatkoće. Od industrijskih supstanci najslađi je talin (kompleks soli taumatina i aluminijuma), koji je 3.500 do 6.000 puta slađi od saharoze. Nedavno se u prehrambenoj industriji pojavio neotam sa slatkoćom 7000 puta većom od saharoze.
• Najsporiji enzim je nitrogenaza, koja katalizuje asimilaciju atmosferskog dušika bakterijama nodula. Potpuni ciklus transformacije jedne molekule dušika u 2 amonijum iona traje jednu i pol sekundu.
• Organska supstanca sa najvećim sadržajem azota je ili bis(diazotetrazolil)hidrazin C2H2N12, koji sadrži 86,6% azota, ili tetraazidometan C(N3)4, koji sadrži 93,3% azota (u zavisnosti od toga da li se ovaj drugi smatra organskim ili ne). Ovi eksplozivi su izuzetno osjetljivi na udar, trenje i toplinu. Od neorganskih supstanci rekord svakako pripada plinovitom dušiku, a od spojeva hidrazoičnoj kiselini HN 3 .
• Najduže hemijsko ime ima 1578 engleskih znakova i modifikovana je sekvenca nukleotida. Ova supstanca se zove: Adenozen. N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)adenil-(3'→5')-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoksi)-2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3'→5 ')-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoksi)-2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3 '→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)gvanilil-(3'→5')-N- -2′-O-(tetrahidrometoksipiranil)gvanilil-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahidrometoksipiranil)adenilil-(3′→5′)-N--2′-O-(tetrahidrometoksipiranil )citidilil-(3'→5′)-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoksi)-2′-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3′→5′)-4-deamino-4-( 2,4-dimetilfenoksi)-2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)gvanilil-(3'→5')-4-deamino- 4-(2,4-dimetilfenoksi)-2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3'→5')-N --2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoksipiranil)adenil-(3'→5')-N--2'-O-( tetrahidro metoksipiranil)citidilil-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahidrometoksipiranil)citidilil-(3′→5′)-N--2′,3′-O-(metoksimetilen)-oktadekakis( 2-hlorofenil)estar. 5'-.
• Najduži hemijsko ime posjeduje DNK izoliranu iz ljudskih mitohondrija i sastoji se od 16569 baznih parova. Puni naziv ovog spoja sadrži oko 207.000 znakova.
• Sistem od najveći broj tečnosti koje se ne mešaju, koje se ponovo razdvajaju na komponente nakon mešanja sadrži 5 tečnosti: mineralno ulje, silikonsko ulje, vodu, benzil alkohol i N-perfluoroetilperfluoropiridin.
• Najgušća organska tečnost na sobnoj temperaturi je dijodometan. Gustina mu je 3,3 g/cm3.
• Najvatrostalnije pojedinačne organske supstance su neka aromatična jedinjenja. Od kondenzovanih, ovo je tetrabenzheptacen (tačka topljenja +570 C), od nekondenzovanih, p-septifenil (tačka topljenja +545 C). Postoje organska jedinjenja za koja se ne meri tačna tačka topljenja, na primer, za heksabenzokoronen je naznačeno da je tačka topljenja iznad 700 C. Proizvod termičkog umrežavanja poliakrilonitrila se raspada na temperaturi od oko 1000 C.
• Organska supstanca sa najvišom tačkom ključanja je heksatriakonilcikloheksan. Vri na +551°C.
• Najduži alkan je nekontatriktan C390H782. Posebno je sintetiziran za proučavanje kristalizacije polietilena.
• Najduži protein je mišićni protein titin. Njegova dužina ovisi o vrsti živog organizma i lokalizaciji. Mišji titin, na primjer, ima 35213 aminokiselinskih ostataka (molekulska težina 3,906,488 Da), ljudski titin ima dužinu do 33,423 aminokiselinskih ostataka (molekulska težina 3,713,712 Da).
• Najduži genom je genom biljke Paris japonica (Paris japonica). Sadrži 150.000.000.000 parova baza - 50 puta više nego kod ljudi (3.200.000.000 parova baza).
• Najveći molekul je DNK prvog ljudskog hromozoma. Sadrži oko 10.000.000.000 atoma.
• pojedinac eksplozivno sa najvećom brzinom detonacije je 4,4'-dinitroazofuroksan. Njegova izmjerena brzina detonacije bila je 9700 m/s. Prema neprovjerenim podacima, etil perklorat ima još veću brzinu detonacije.
• Pojedinačni eksploziv s najvećom toplinom eksplozije je etilen glikol dinitrat. Njegova toplota eksplozije je 6606 kJ/kg.
• Najjača organska kiselina je pentacijanociklopentadien.
• Možda je najjača baza 2-metilciklopropenillitijum. Najjača nejonska baza je fosfazen, koji ima prilično složenu strukturu.

Koristeći moćne kompjuterske modele, istraživači sa Univerziteta Brown identifikovali su materijal sa tačkom topljenja višom od bilo koje druge poznate supstance. Proračuni pokazuju da će materijal napravljen od hafnija, dušika i ugljika imati tačku topljenja veću od 4400 K. Ovo je oko dvije trećine temperature na površini Sunca i 200 K više od najviše tačke topljenja ikada zabilježene tokom eksperiment..

Ranije je eksperimentalno potvrđeno da supstanca napravljena od elemenata hafnija, tantala i ugljika (HF-Ta-C) ima rekordnu tačku topljenja.Proračuni predstavljeni u časopisu Physical Review B pokazali su da materijal napravljen sa određenim sastavom od hafnij, dušik i ugljik (HF-N-C) će imati tačku topljenja veću od 4400 K, što je 200 K više od eksperimentalnog rezultata. Izvršeni proračuni pokazuju da je optimalni sastav materijala od hafnija, dušika i ugljika HfN 0,38 C 0,51 . Sljedeći korak istraživača bit će sintetiziranje materijala kako bi se potvrdili nalazi laboratorija.

"Prednost računarskog pristupa je u tome što možete pogledati mnoge različite kombinacije po niskoj cijeni i pronaći one koje su vrijedne eksperimentiranja u laboratoriji", rekao je Axel van de Walle, koautor studije.

Istraživači su koristili računsku metodu u kojoj se tačka topljenja izračunava modeliranjem fizički procesi na atomskom nivou, poštujući zakon kvantna mehanika. Dinamika topljenja proučava se na nanorazini, u blokovima od oko 100 atoma. Istraživači su započeli s analizom materijala HF-Ta-C, za koji je tačka topljenja već određena eksperimentalno. Simulacije su mogle da razjasne neke od faktora koji doprinose sposobnosti materijala da izdrži toplotu.

Rad je pokazao da HF-Ta-C kombinuje visoku toplotu fuzije (energija se oslobađa ili apsorbuje kada prelazi iz čvrste u tečnu) sa malom razlikom između entropije čvrste i tečne faze.

Istraživači su zatim koristili ove nalaze kako bi pronašli spojeve koji bi mogli najbolje ispuniti takve zahtjeve. Otkrili su da bi spoj hafnija, dušika i ugljika imao slično visoke temperature topljenje, ali manja razlika između entropije čvrstog i tečnog. Kada su izračunali tačku topljenja, pokazalo se da je ona 200 K viša od one dobijene u eksperimentu za HF-Ta-C.

Tačke topljenja Ta-HF-C-N legura. Puni krugovi označavaju izračunate tačke topljenja u sistemima HF-C i Hf-C-N, a otvoreni krugovi pokazuju podatke za sistem Ta-HF-C radi poređenja.

Rad bi na kraju mogao ukazati na nove visokokvalitetne materijale za primjenu u rasponu od premaza za plinske turbine do dijelova za avione velike brzine. Da li će HfN 0,38 C 0,51 postati ovaj novi materijal ili ne, još nije jasno, kažu istraživači.

FIZIČKA SVOJSTVA

Razmotrite neke fizička svojstva supstance: agregatno stanje, tačke topljenja i ključanja, kristalna struktura, električna provodljivost.

Raspored atoma ugljika u grafitu je sasvim drugačiji. Ovdje formiraju slojeve, ne baš jake vezani prijatelj sa prijateljem. Svaki sloj je "obložen" šesterokutima atoma ugljika, slično benzenskom prstenu. Budući da je prianjanje između slojeva prilično slabo, grafit je mekan. Slojevi lako klize jedan uz drugi, čineći grafit dobrim mazivom. Različiti kristalni oblici istog elementa, kao što su grafit i dijamant, nazivaju se alotropi.

Supstance čije molekule drže zajedno slabe sile privlačenja, a ne kovalentne ili jonske veze, tope se na relativno niskim temperaturama, koje rijetko prelaze 400° C. Ovo je većina organskih jedinjenja, kao i kovalentnih neorganskih. Primjeri uključuju vodu i benzol: njihove tačke topljenja su znatno ispod sobne temperature.

Kao što znate, svaka tvar može biti u plinovitom, čvrstom i tekućem stanju i može prijeći iz jednog stanja u drugo. Dovoljno je zapamtiti vodu. Obično je na pozitivnim temperaturama tečnost, na negativnim je čvrsta materija, a na temperaturama prelazi u paru, tj. in gasovitom stanju. Transformacija materije iz čvrstog u tečno stanje naziva se topljenje, a temperatura na kojoj se odvija ovaj proces je tačka topljenja.

Kako se odvija proces topljenja? Ako uzmemo u obzir metal, vidjet ćemo da je njegova struktura koja se nalazi u određenom redoslijedu jedna u odnosu na drugu, praveći male fluktuacije. Na prijemu spoljna energija ili kada se tijelo zagrije, energija atoma se povećava i oni počinju oscilirati većom amplitudom. Kada su temperatura tijela i tačka topljenja tvari jednake, počinje proces razaranja metalne strukture, odnosno proces topljenja.

Međutim, činjenica da je proces topljenja počeo ne znači da će se nastaviti sam od sebe. Za njegovo održavanje potrebno je stalno opskrbljivati ​​toplinom koja se troši na uništavanje veza kristalne rešetke.

Svaka supstanca ima svoje karakteristike. I svaki metal ima svoju tačku topljenja. Određuje se kristalnom rešetkom i sastavom supstance. Za ovu temperaturu je jedna, za legure koje se sastoje od nekoliko metala - druga. Na primjer, tačka topljenja livenog gvožđa je 1100-1130 °C. Takvo širenje vrijednosti određeno je činjenicom da se sadržaj nečistoća u ovom metalu mijenja, štoviše, kada se zagrije, nastaju vatrostalni oksidi. Imaju višu tačku topljenja od livenog gvožđa.

Za bakar je ova temperatura 1084°C, za cink - 419°C. Tačka topljenja mesinga, koji je legura bakra i cinka, je približno 1000°C. Ova približna vrijednost temperature određena je činjenicom da ovisi o postotku komponenti. Ako u sastavu legure ima više bakra, to će dovesti do činjenice da će tačka topljenja legure biti viša, ako ima više cinka, bit će niža.

Treba napomenuti da temperatura na kojoj se supstanca topi ne zavisi samo od njene čistoće, već i od pritiska. Povećava se sa povećanjem pritiska i smanjuje se sa smanjenjem pritiska.

Kao što je već napomenuto, za topljenje je potrebna konstantna opskrba toplinom. U praksi izgleda da postoji konstantno zagrijavanje tvari, ali temperatura ostaje konstantna. I tek nakon što se potroši određena količina topline, koja se zove toplina fuzije, započet će daljnji porast temperature, ali već

Postoji još jedna karakteristika topljenja metala. Ako zaustavite dovod topline, tada se proces topljenja zaustavlja i počinje obrnuti proces - tečni metal prelazi u čvrsto stanje. Ovaj proces se naziva kristalizacija. Kada se tečni metal ohladi i pretvori u čvrsti, oslobađa se ista količina toplote koja je potrošena na njegovo topljenje.

Uloga topljenja u prirodi, nauci i tehnologiji ne može se precijeniti. Zahvaljujući ovom procesu možemo dobiti metale ili legure sa svojstvima koja su nam potrebna. Gotovo cijela ljudska civilizacija zasnovana je na metalu i njegovim legurama, a samim tim i na takvim fizičkim konstantama kao što je tačka topljenja. Zaista, zapravo, ne postoji niti jedna industrija koja ne bi trošila metal.

Tako smo ispitali topljenje, utvrdili od čega zavisi i opisali sam proces topljenja. U članku se također daje definicija kristalizacije metala.