Vă prezentăm o selecție de recorduri chimice din Cartea Recordurilor Guinness.
Datorită faptului că noi substanțe sunt în mod constant descoperite, această selecție nu este permanentă.

Înregistrări chimice pentru substanțele anorganice

• Cel mai comun element din scoarța terestră este oxigenul O. Conținutul său în greutate este de 49% din masa scoarței terestre.
• Cel mai rar element din scoarța terestră este astatin At. Conținutul său în întreaga scoarță terestră este de numai 0,16 g. Locul doi ca raritate este ocupat de pr.
• Cel mai comun element din univers este hidrogenul H. Aproximativ 90% din toți atomii din univers sunt hidrogen. Heliu El este al doilea cel mai abundent din univers.
• Cel mai puternic agent de oxidare stabil este un complex de difluorura de kripton și pentafluorura de antimoniu. Datorită efectului său puternic de oxidare (oxidează aproape toate elementele la cele mai înalte stări de oxidare, inclusiv oxigenul atmosferic oxidant), este foarte dificil pentru acesta să măsoare potențialul electrodului. Singurul solvent care reacționează destul de lent cu acesta este acidul fluorhidric anhidru.
• Cea mai densă substanță de pe planeta Pământ este osmiul. Densitatea osmiului este de 22,587 g/cm3.
• Litiul este cel mai ușor metal. Densitatea litiului este de 0,543 g/cm3.
• Cel mai dens compus este carbura de dungsten W 2 C. Densitatea carburei de dungsten este de 17,3 g/cm 3 .
• Aerogelurile cu grafen sunt în prezent cele mai puțin dense solide. Sunt un sistem de grafen și nanotuburi umplute cu goluri de aer. Cel mai ușor dintre aceste aerogeluri are o densitate de 0,00016 g/cm3. Anterior solid cu cea mai mică densitate - aerogel de silicon (0,005 g / cm 3). Aerogelul de siliciu este utilizat în colecția de micrometeoriți prezenți în cozile cometelor.
• Cel mai ușor gaz și, în același timp, cel mai ușor nemetal este hidrogenul. Masa a 1 litru de hidrogen este de numai 0,08988 grame. În plus, hidrogenul este și cel mai fuzibil nemetal la presiune normală (punctul de topire este -259,19 0 C).
• Cel mai ușor lichid este hidrogenul lichid. Masa a 1 litru de hidrogen lichid este de numai 70 de grame.
• Cel mai greu gaz anorganic la temperatura camerei este hexafluorura de wolfram WF 6 (punctul de fierbere este +17 0 C). Densitatea hexafluorurii de wolfram sub formă de gaz este de 12,9 g/l. Dintre gazele cu un punct de fierbere sub 0 °C, recordul aparține hexafluorurii de telur TeF 6 cu o densitate a gazului la 25 0 С de 9,9 g/l.
• Cel mai scump metal din lume este californiul Cf. Prețul unui gram de izotop de 252 Cf ajunge la 500 de mii de dolari SUA.
• Heliu El este substanța cu cel mai scăzut punct de fierbere. Punctul său de fierbere este de -269 0 C. Heliul este singura substanță care nu are punct de topire la presiune normală. Chiar si cu zero absolut rămâne lichid și poate fi obținut numai sub formă solidă sub presiune (3 MPa).
• Cel mai refractar metal și substanța cu cel mai mare punct de fierbere este wolfram W. Punctul de topire al wolframului este +3420 0 С, iar punctul de fierbere este +5680 0 С.
• Cel mai refractar material este un aliaj de carburi de hafniu și tantal (1:1) (punct de topire +4215 0 С)
• Cel mai fuzibil metal este mercurul. Punctul de topire al mercurului este de -38,87 0 C. Mercurul este, de asemenea, cel mai greu lichid, densitatea sa la 25°C este de 13,536 g/cm 3 .
• Iridiul este cel mai rezistent metal la acizi. Până acum, nu se cunoaște niciun acid sau amestec al acestora în care iridiul s-ar dizolva. Cu toate acestea, poate fi dizolvat în alcalii cu agenți oxidanți.
• Cel mai puternic acid stabil este o soluție de pentafluorură de antimoniu în fluorură de hidrogen.
• Cel mai dur metal este cromul Cr.
• Cel mai moale metal la 25 0 C este cesiul.
• Cel mai dur material este încă diamantul, deși există deja aproximativ o duzină de substanțe care se apropie de el ca duritate (carbură și nitrură de bor, nitrură de titan etc.).
• Argintul este cel mai conductor metal la temperatura camerei.
• Cea mai mică viteză a sunetului în heliu lichid la 2,18 K este de numai 3,4 m/s.
• Cea mai mare viteză a sunetului în diamant este de 18600 m/s.
• Izotopul cu cel mai scurt timp de înjumătățire este Li-5, care se descompune în 4,4 10-22 secunde (ejecție de protoni). Din cauza unei vieți atât de scurte, nu toți oamenii de știință recunosc faptul că există.
• Izotopul cu cel mai lung timp de înjumătățire măsurat este Te-128, cu un timp de înjumătățire de 2,2 x 1024 ani (desintegrare β dublă).
• Xenonul și cesiul au cel mai mare număr de izotopi stabili (36 fiecare).
• Cele mai scurte nume element chimic au bor și iod (câte 3 litere).
• Cele mai lungi nume ale unui element chimic (unsprezece litere fiecare) sunt protactinium Pa, rutherfordium Rf, darmstadtium Ds.

Înregistrări chimice pentru substanțe organice

• Cel mai greu gaz organic la temperatura camerei și cel mai greu gaz dintre toate la temperatura camerei este N-(octafluorobut-1-iliden)-O-trifluormetilhidroxilamina (p.f. +16 C). Densitatea sa ca gaz este de 12,9 g/l. Dintre gazele cu punctul de fierbere sub 0°C, recordul aparține perfluorbutanului cu o densitate a gazului la 0°C de 10,6 g/l.
• Cea mai amară substanță este zaharinatul de denatonium. Combinația de benzoat de denatonium cu sarea de sodiu a zaharinei a dat o substanță de 5 ori mai amară decât deținătorul recordului anterior (benzoatul de denatonium).
• Cea mai netoxică substanță organică este metanul. Odată cu creșterea concentrației sale, intoxicația apare din cauza lipsei de oxigen și nu ca urmare a otrăvirii.
• Cel mai puternic adsorbant pentru apă a fost obținut în 1974 dintr-un derivat de amidon, acrilamidă și acid acrilic. Această substanță este capabilă să rețină apă, a cărei masă este de 1300 de ori mai mare decât a ei.
• Cel mai puternic adsorbant pentru produsele petroliere este aerogelul de carbon. 3,5 kg din această substanță pot absorbi 1 tonă de ulei.
• Cei mai fetizi compuși sunt etilselenolul și butilmercaptanul - mirosul lor seamănă cu o combinație a mirosurilor de varză putrezită, usturoi, ceapă și ape uzate în același timp.
• Cea mai dulce substanță este acidul N-((2,3-metilendioxifenilmetilamino)-(4-cianofenilimino)metil)aminoacetic (lugduname). Această substanță este de 205.000 de ori mai dulce decât o soluție de zaharoză 2%. Există mai mulți analogi cu o dulceață similară. Dintre substanțele industriale, cea mai dulce este talina (un complex de taumatină și săruri de aluminiu), care este de 3.500 până la 6.000 de ori mai dulce decât zaharoza. Recent, neotamul a apărut în industria alimentară cu o dulceață de 7000 de ori mai mare decât zaharoza.
• Cea mai lentă enzimă este nitrogenaza, care catalizează asimilarea azotului atmosferic de către bacteriile nodulare. Ciclul complet de transformare a unei molecule de azot în 2 ioni de amoniu durează o secundă și jumătate.
• Substanța organică cu cel mai mare conținut de azot este fie bis(diazotetrazolil)hidrazină C2H2N12, care conține 86,6% azot, fie tetraazidometan C(N3)4, care conține 93,3% azot (în funcție de faptul că acesta din urmă este considerat organic sau nu). Acești explozivi sunt extrem de sensibili la impact, frecare și căldură. În ceea ce privește substanțele anorganice, înregistrarea aparține cu siguranță azotului gazos, iar a compușilor, acidului hidrazoic HN 3 .
• Cel mai lung nume chimic are 1578 de caractere englezești și este o secvență de nucleotide modificată. Această substanță se numește: Adenosen. N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)adenilil-(3'→5')-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoxi)-2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5 ')-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoxi)-2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3) „→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)guanilil-(3'→5')-N- -2′-O-(tetrahidrometoxipiranil)guanilil-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahidrometoxipiranil)adenilil-(3′→5′)-N--2′-O-(tetrahidrometoxipiranil) )citidilil-(3'→5′)-4-deamino-4-(2,4-dimetilfenoxi)-2′-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3′→5′)-4-deamino-4-( 2,4-dimetilfenoxi)-2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)guanilil-(3'→5')-4-deamino- 4-(2,4-dimetilfenoxi)-2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5')-N --2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3'→5')-N--2'-O-(tetrahidrometoxipiranil)adenilil-(3'→5')-N--2'-O-( tetrahidro metoxipiranil)citidilil-(3'→5′)-N--2′-O-(tetrahidrometoxipiranil)citidilil-(3′→5′)-N--2′,3′-O-(metoximetilen)-octadecakis( ester 2-clorofenil). 5'-.
• Cea mai lungă nume chimic posedă ADN izolat din mitocondriile umane și format din 16569 perechi de baze. Numele complet al acestui compus conține aproximativ 207.000 de caractere.
• Sistemul cel mai mare număr lichide nemiscibile, reseparate în componente după amestecare, conține 5 lichide: ulei mineral, ulei siliconic, apă, alcool benzilic și N-perfluoretilperfluoropiridină.
• Cel mai dens lichid organic la temperatura camerei este diiodometanul. Densitatea sa este de 3,3 g/cm3.
• Cele mai refractare substanțe organice individuale sunt unii compuși aromatici. Dintre cele condensate, acesta este tetrabenzheptacenul (punct de topire +570 C), dintre cele necondensate, p-septifenil (punct de topire +545 C). Există compuși organici pentru care punctul de topire nu a fost măsurat cu precizie, de exemplu, pentru hexabenzocoronen este indicat că punctul său de topire este peste 700 C. Produsul reticularii termice a poliacrilonitrilului se descompune la o temperatură de aproximativ 1000 C.
• Substanța organică cu cel mai mare punct de fierbere este hexatriaconilciclohexanul. Se fierbe la +551°C.
• Cel mai lung alcan este nonacontatrictanul C390H782. A fost sintetizat special pentru a studia cristalizarea polietilenei.
• Cea mai lungă proteină este proteina musculară titina. Lungimea sa depinde de tipul de organism viu și de localizare. Titina de șoarece, de exemplu, are 35213 resturi de aminoacizi (greutate moleculară 3.906.488 Da), titina umană are o lungime de până la 33.423 resturi de aminoacizi (greutatea moleculară 3.713.712 Da).
• Cel mai lung genom este genomul plantei Paris japonica (Paris japonica). Conține 150.000.000.000 de perechi de baze - de 50 de ori mai mult decât la om (3.200.000.000 de perechi de baze).
• Cea mai mare moleculă este ADN-ul primului cromozom uman. Conține aproximativ 10.000.000.000 de atomi.
• individual exploziv cu cea mai mare viteza de detonare este 4,4'-dinitroazofuroxan. Viteza sa de detonare măsurată a fost de 9700 m/s. Conform datelor neverificate, percloratul de etil are o viteză de detonare și mai mare.
• Explozivul individual cu cea mai mare căldură de explozie este etilenglicol dinitrat. Căldura sa de explozie este de 6606 kJ/kg.
• Cel mai puternic acid organic este pentacianociclopentadiena.
• Poate că cea mai puternică bază este 2-metilciclopropenilitiu. Cea mai puternică bază neionică este fosfazenul, care are o structură destul de complexă.

Folosind modele computerizate puternice, cercetătorii de la Universitatea Brown au identificat un material cu un punct de topire mai mare decât oricare dintre ele substanțe cunoscute. Calculele arată că un material format din hafniu, azot și carbon va avea un punct de topire de peste 4400 K. Acesta este aproximativ două treimi din temperatura de pe suprafața Soarelui și cu 200 K mai mare decât cel mai înalt punct de topire înregistrat vreodată în timpul experimentul..

Anterior, s-a confirmat experimental că o substanță formată din elementele hafniu, tantal și carbon (HF-Ta-C) are un punct de topire record.Calculele prezentate în revista Physical Review B au arătat că un material realizat cu o anumită compoziție de hafniul, azotul și carbonul (HF-N-C) vor avea un punct de topire de peste 4400 K, care este cu 200 K mai mare decât rezultatul experimental. Calculele efectuate arată că compoziția optimă a materialului din hafniu, azot și carbon este HfN 0,38 C 0,51 . Următorul pas al cercetătorilor va fi sintetizarea materialului pentru a confirma descoperirile laboratorului.

„Avantajul abordării computaționale este că puteți privi multe combinații diferite la costuri reduse și puteți găsi pe cele care merită experimentate în laborator”, a spus Axel van de Walle, coautor al studiului.

Cercetătorii au folosit o metodă de calcul în care punctul de topire este calculat prin modelare procese fizice pe nivel atomic, conform legii mecanica cuantică. Dinamica de topire este studiată la scară nanometrică, în blocuri de aproximativ 100 de atomi. Cercetătorii au început prin a analiza materialul HF-Ta-C, pentru care punctul de topire a fost deja determinat experimental. Simulările au putut elucida unii dintre factorii care contribuie la capacitatea unui material de a rezista la căldură.

Lucrarea a arătat că HF-Ta-C combină o căldură mare de fuziune (energia este eliberată sau absorbită atunci când se schimbă de la solid la lichid) cu o mică diferență între entropia fazelor solide și lichide.

Cercetătorii au folosit apoi aceste descoperiri pentru a găsi compuși care ar putea îndeplini cel mai bine astfel de cerințe. Ei au descoperit că un compus de hafniu, azot și carbon ar avea o substanță similară temperatura ridicata topirea, dar o diferență mai mică între entropia unui solid și a unui lichid. Când au calculat punctul de topire, acesta s-a dovedit a fi cu 200 K mai mare decât cel obținut în experimentul pentru HF-Ta-C.

Punctele de topire ale aliajelor Ta-HF-C-N. Cercurile solide indică punctele de topire calculate în sistemele HF-C și Hf-C-N, iar cercurile deschise arată date pentru sistemul Ta-HF-C pentru comparație.

Lucrarea ar putea indica în cele din urmă noi materiale de înaltă calitate pentru aplicații, de la acoperiri ale turbinelor cu gaz la piese de aeronave de mare viteză. Nu este încă clar dacă HfN 0,38 C 0,51 va deveni sau nu acest nou material, spun cercetătorii.

PROPRIETĂȚI FIZICE

Luați în considerare câteva proprietăți fizice substanțe: starea de agregare, punctele de topire și de fierbere, structură cristalină, conductivitate electrică.

Dispunerea atomilor de carbon din grafit este destul de diferită. Aici formează straturi, nu foarte puternice prieten legat cu un prieten. Fiecare strat este „căptușit” cu hexagoane de atomi de carbon, similar cu un inel benzenic. Deoarece aderența dintre straturi este destul de slabă, grafitul este moale. Straturile alunecă cu ușurință unele pe altele, făcând din grafit un lubrifiant bun. Diferite forme de cristal ale aceluiași element, cum ar fi grafitul și diamantul, sunt numite alotropi.

Substanțele ale căror molecule sunt ținute împreună prin forțe slabe de atracție mai degrabă decât prin legături covalente sau ionice se topesc la temperaturi relativ scăzute, rareori depășind 400° C. Aceasta este majoritatea compușilor organici, precum și a celor anorganici covalenti. Exemplele includ apa și benzenul: punctele lor de topire sunt mult sub temperatura camerei.

După cum știți, orice substanță poate fi în stare gazoasă, solidă și lichidă și poate trece de la o stare la alta. Este suficient să vă amintiți apa. De obicei, la temperaturi pozitive este un lichid, la temperaturi negative este un solid, iar la temperaturi se transformă în vapori, adică. în stare gazoasă. Transformarea materiei din solid în stare lichida se numește topire, iar temperatura la care are loc acest proces este punctul de topire.

Cum are loc procesul de topire? Dacă luăm în considerare un metal, vom vedea că structura lui este care sunt situate într-o anumită ordine unul față de celălalt, făcând mici fluctuații. La admitere energie externă sau când corpul este încălzit, energia atomilor crește, iar aceștia încep să oscileze cu o amplitudine mai mare. Când temperatura corpului și punctul de topire al substanței sunt egale, începe procesul de distrugere a structurii metalice, adică procesul de topire.

Cu toate acestea, faptul că procesul de topire a început nu înseamnă că va continua de la sine. Pentru a-l menține, este necesar să se furnizeze în mod constant căldură, care este cheltuită pentru distrugerea legăturilor rețelei cristaline.

Fiecare substanță are propriile sale caracteristici. Și fiecare metal are propriul său punct de topire. Este determinată de rețeaua cristalină și de compoziția substanței. Pentru această temperatură este una, pentru aliajele constând din mai multe metale - alta. De exemplu, punctul de topire al fontei este de 1100-1130 °C. O astfel de răspândire a valorilor este determinată de faptul că conținutul de impurități din acest metal se modifică, în plus, la încălzire, se formează oxizi refractari. Au un punct de topire mai mare decât fonta.

Pentru cupru, această temperatură este de 1084°C, pentru zinc - 419°C. Punctul de topire al alamei, care este un aliaj de cupru și zinc, este de aproximativ 1000°C. Această valoare aproximativă a temperaturii este determinată de faptul că depinde de procentul de componente. Dacă în compoziția aliajului există mai mult cupru, acest lucru va duce la faptul că punctul de topire al aliajului va fi mai mare, dacă este mai mult zinc, acesta va fi mai mic.

Trebuie remarcat faptul că temperatura la care se topește o substanță depinde nu numai de puritatea sa, ci și de presiune. Crește odată cu creșterea presiunii și scade odată cu scăderea presiunii.

După cum sa menționat deja, topirea necesită o furnizare constantă de căldură. În practică, se pare că există o încălzire constantă a substanței, dar temperatura rămâne constantă. Și numai după ce o anumită cantitate de căldură, numită căldură de fuziune, a fost consumată, va începe o nouă creștere a temperaturii, dar deja

Există o altă caracteristică în topirea metalelor. Dacă opriți furnizarea de căldură, atunci procesul de topire se oprește și începe procesul invers - metalul lichid trece în stare solidă. Acest proces se numește cristalizare. Când un metal lichid se răcește și se transformă într-un solid, se eliberează aceeași cantitate de căldură care a fost cheltuită la topirea lui.

Rolul topirii în natură, știință și tehnologie nu poate fi supraestimat. Datorită acestui proces, putem obține metale sau aliaje cu proprietățile de care avem nevoie. Aproape întreaga civilizație umană se bazează pe metal și aliajele sale și, prin urmare, pe astfel de constante fizice precum punctul de topire. Într-adevăr, de fapt, nu există o singură industrie care să nu consume metal.

Astfel, am examinat topirea, am determinat de ce depinde aceasta și am descris procesul de topire în sine. Articolul oferă, de asemenea, o definiție a cristalizării metalelor.