Bolygónk értékes erőforrásokban gazdag, de vannak olyanok is, amelyeket morzsákban mérnek. Bármilyen furcsa is, ezek az elemek a legkeresettebbek közé tartoznak a világon. Ezek közé tartoznak a nehézfémek. Képzeljék el, hogy a világ legnehezebb fémének egy 8 cm-es kockája 12 kg-ot nyom (!). Ma kifejezetten a fémek világának „nehézsúlyújairól” fogunk beszélni.
Top 10 legnehezebb fémek sűrűség szerint
| Jelölés | hely | Fém | Sűrűség |
| A 10 legnehezebb fémek sűrűsége | 1 | Tantál | 16,64 g/cm3 |
| 2 | Uránium | 18,92 g/cm3 | |
| 3 | Wolfram | 19,21 g/cm3 | |
| 4 | Arany | 19,85 g/cm3 | |
| 5 | Plutónium | 19,85 g/cm3 | |
| 6 | Neptunium | 20,48 g/cm3 | |
| 7 | Rénium | 21,01 g/cm3 | |
| 8 | Platina | 21,44 g/cm3 | |
| 9 | Iridium | 22,53 g/cm3 | |
| 10 | Osmium | 22,62 g/cm3 |
Tantalus
Rangsor: 4.1
Sűrűség: 16,64 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 3017
Nagyon ritka fém, de korántsem a legnehezebb a világon. Természetes körülmények között ezüstfehér szilárd anyag, enyhe kékes árnyalattal (oxidfilm). Már 1802-ben felfedezték, de nem volt azonnal azonosítható: 1844-ig egy másik fémmel, a nióbiummal azonosították.
A tantál a világ egyik legtűzállóbb fémje, amely még a legforróbb fémeket is felülmúlja, és nem lép reakcióba a levegővel; csak akkor oxidálódik, ha a felületi hőmérséklete eléri a 280 Celsius-fokot
A tantál egyik érdekes aspektusa a paramágnesesség (a fém a mágneses tér irányában mágneseződik, amikor mágneses térnek van kitéve). A tantál továbbá meglepően ellenálló az agresszív közegek hatásaival szemben: felülete még a 70%-os salétromsav hatására sem „adja meg magát”. Ezt a szokatlan fémet a hadiiparban (lőszerek), az orvostudományban (protézisek gyártása), a nukleáris iparban (atomreaktorok építése) stb. használják.
Érdekes tény: nagy szilárdsága ellenére a tantál nagyon képlékeny (az aranyhoz hasonlítható), így a tiszta fém nagyon könnyen megmunkálható.
Uránium
Értékelés: 4.2
Sűrűség: 18,92 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 1132
Ennek a kemény fémnek a fő és nem a legjobb jellemző tulajdonsága a radioaktivitása. Az urán in vivo hosszú, 14 fázisból álló átalakulási folyamaton megy keresztül, amely ólommá történő átalakulásában csúcsosodik ki. Ez a folyamat azonban évmilliárdokig tart.
Tiszta formájában az urán nehéz, ezüstfehér, nagyon képlékeny (valamivel lágyabb, mint az acél) és gyengén paramágneses. Az urán levegővel érintkezve könnyen oxidálódik, és a porított anyag kb. 150 °C-on öngyulladóvá válik
Az urán fő és nyilvánvaló felhasználási területe a nukleáris ipar. Az atomenergia-ipar a fém aktív „fogyasztójának” tekinthető (reaktorok gyártása, erőművek stb.).). Az utóbbi években különös figyelmet kapott az uránnak a tengervízből történő kitermelésére szolgáló módszerek kifejlesztése, ahol a szilárd anyag koncentrációja 3 μg/l).
Wolfram
Értékelés: 4.3
Sűrűség: 19,21 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 3422
Az urán, amely meglehetősen eredeti nevén (ami latinul tantált jelent, azaz uránium. – „farkasfű”) onnan kapta a nevét, hogy az ónérc olvasztását akadályozta azáltal, hogy salakos habbá változtatta azt. Ez valójában úgy falja fel, mint farkas a bárányt.
A volfrám ragyogó, szilárd, világosszürke színű. Ez a bolygón található legmélyebb tűzálló fém: olvadáspontja közel van a napfényhez. Emellett a legmagasabb bizonyított forráspontú a bolygón. Igaz, nemrégiben megjelent egy „versenytárs”: a sziborgát, amelynek (feltételezhetően) magasabb az olvadáspontja, de ezt nem lehet biztosan tudni, mivel ez a fém nem létezik már nagyon régóta.
A volfrám egy időben valóságos őrületet keltett az iparban, és ma a magas hőmérsékletű ötvözetek szükséges alapanyagaként használják. Emellett a nagy szilárdság lehetővé teszi, hogy ezt a fémet az emberi tevékenység különböző területein használják: repülőgépmotorokban, fonalakban, elektromos vákuumberendezésekben stb. használják.
Arany
Score : 4.4
Sűrűség: 19,85 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 1064
Az egyik legkeményebb fém a Földön, de rendkívül rugalmas: akár 0,1 mikron vékony lemezek is készíthetők belőle (ún. aranylemez). Ez az oka annak, hogy a nemes sárga fém megtalálta méltó helyét az ékszerekben. De az arany nagy sűrűségű, így sokkal könnyebb bányászni.
Az arany nagyon nagy elektromos vezetőképességgel rendelkezik, ami pótolhatatlanná tenné a chipkészítésben, de sajnos a nyersanyag ára nagyon magas, és a forgalmazás alacsony.
Az arany nem reagál az oxigénnel és a legtöbb elemmel. A fémre nem hatnak savak és lúgok (az egyetlen kivétel a cári vodka, amely a fémek tisztaságának ellenőrzésére szolgál). Az arany azon kevés fémek egyike, amelyeket nem csak az iparban, hanem az emberiség javára is használnak (aktívan használják a homeopátiában, a fogászatban). A nemesfémet továbbá széles körben használták a bankszektorban: még mindig bármely pénznem stabilitásának garanciája és megbízható befektetési eszköz.
Plutónium
Értékelés: 4.5
Sűrűség: 19,85 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 640
„Az urán „kistestvére” és a nagy radioaktivitású. Plutóniumot természetes körülmények között bányásznak, de csak ritkán, mivel ez egyszerűen nem praktikus; azonban könnyen kinyerhető egy többlépcsős uránátalakítási folyamat révén. Ez lett az első kémiailag mesterséges anyag, amelyet ipari méretekben állítottak elő.
Dúsított és természetes urániumot használnak plutónium előállítására. néhány évvel ezelőtt jelentették, hogy a világ utolsó plutóniumtermelő reaktorát (Oroszországban) 2010-ben leállították. De ugyanabban az évben Japánban elindítottak egy atomreaktort. A reaktort néhány hónap után leállították, majd a fukusimai daiicsi katasztrófa után végleg leállították. 2016-ban úgy döntöttek, hogy a reaktort ártalmatlanítják.
Nyilvánvaló katonai potenciálja miatt a plutóniumot széles körben használták nukleáris fegyverek előállítására (ún. fegyver minőségű plutónium), űrhajók energiaforrásaként és atomreaktorok üzemanyagaként.
Neptunium
Értékelés: 4.6
Sűrűség: 20,48 g/cm
Olvadási/forralási hőmérséklet: 640
Egy másik radioaktív „agyszülemény” az urán nukleáris reakciókból származó uránból. Az első transzurán elemnek tekintik. Az anyag viszonylagos lágyságát jó alakíthatóság jellemzi, a levegővel lassan reagál, magas hőmérsékleten gyorsan oxidálódik. A fém csak nyomokban fordul elő a Földön, ezért természetes környezetében történő kiaknázása egyszerűen értelmetlen.
A neptúnium radioaktív bomlás révén veszélyes az emberre: részecskéinek mintegy 70-80%-a lerakódik a csontszövetben, ami teljes csontkárosodást okoz (a károsodás mértéke az izotópok valenciájától függ). Fő felhasználási területe a plutónium előállítása.
Rénium
Értékelés: 4.7
Sűrűség: 21,01 g/cm
Olvadási/forralási pont: 3186
A sűrű, ezüstszínű fém felfedezését Mendelejev már 1871-ben megjósolta, de tényleges felfedezésére csak másfél évszázaddal később (1925-ben) került sor. A rénium volt az utolsó a felfedezett elemek közül, amelynek stabil izotópja volt: az összes később felfedezett elem nem rendelkezett ilyen izotóppal.
A rénium az egyik legritkább elem bolygónkon. Geokémiai tulajdonságait tekintve hasonló a volfrámhoz. Az ezüstös-fehér fém az egyik legkeményebb és legsűrűbb fémnek számít. A tiszta rénium már szobahőmérsékleten is képlékeny, de többszöri melegítés vagy hűtés esetén is megőrzi teljes szilárdságát.
A réniumot nehéz beszerezni és nagyon drága, ezért a fém az egyik legdrágább: az 1 kg-os ár 1000 és 10000 USD között mozog. „A réniumot elsősorban molibdén és réz alapanyag feldolgozásával bányásszák.
A réniumot számos tulajdonsága (tűzállóság, a legtöbb vegyszerrel szembeni ellenállás stb.), köztük magas olvadáspontja miatt használják az alkalmazásokban.). Magas költségek: A fém felhasználása azokra az esetekre korlátozódik, amikor más anyagokkal szemben előnyös. A réniumot elsősorban rakétaalkatrészek (különösen sugárhajtóművek és rakétahajtóművek) gyártásához használják.
Platina
Értékelés: 4.8
Sűrűség: 21,44 g/cm
Olvadás/forraláspont: 1768
„A szívós és kemény platina majdnem a listánk élére került, ami aligha meglepő: ez az egyik legnehezebb fém a világon. Az értékes anyagot a bolygó egyik legritkább anyagának is tartják. Egyébként még az úgynevezett natív fém sem tekinthető tisztának: legfeljebb 20% vasat, valamint ródiumot, irídiumot, ozmiumot és ritkábban rezet is tartalmaz.
A platina az összes fém közül a leginertikusabbnak számít, és nem tud reakcióba lépni savakkal és bázisokkal. A ragyogó ezüstös fémet aktívan alkalmazzák az ékszer- és üveggyártásban, az orvostudományban (sebészet), a vegyiparban, a motoriparban, és a vákuumstabilitásának köszönhetően az űrjárművek gyártásánál is.
Érdekes tény, hogy a világ platinakészleteinek nagy része mindössze öt ország – Oroszország, Kína, Zimbabwe, Dél-Afrika és az USA – altalajában van „elrejtve”.
Iridium
Értékelés: 4.9
Sűrűség: 22,53 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 2466
Valójában az irídium osztozik az első helyen az ozmiummal – a különbség ezen anyagok sűrűsége között egy gramm századrésze. Ez a „nehézsúlyú” azonban még mindig csak egy kicsit könnyebb. Ez egy nagyon ritka, nemesfém, amely egyáltalán nem reagál savakkal, vízzel vagy akár levegővel. Az irídium (mint a felső nehézfém) tűzálló és nehezen megmunkálható.
Az irídium sók hihetetlen színskálával rendelkeznek, a rézvöröstől az élénk kékig; a görög szivárvány szóból fordítható, ami nem meglepő. A finom, ezüstös, tükörszerű árnyalatú fehér színű irídiumot a legtartósabb és az egyik legritkább fémnek tartják a bolygón, évente legfeljebb 10 tonnát bányásznak belőle, és a legtöbb lelőhelyet ott találjuk, ahol meteoritok hullanak le.
A precíziós mérnöki gyakorlatban hegesztési tömítésjelzőként használják. A paleontológusok és geológusok széles körben használják egy adott kőzetréteg felfedezésének ideiglenes jelzőjeként. Gyakran a bolygó egyik legnehezebb fémét is használják energiatermelésre. Az elmúlt években az irídiumnak meglehetősen váratlan és szokatlan alkalmazása volt: az elektromos idegstimulációban, valamint az emberi szem és fül protézisek gyártásában.
Osmium
Értékelés: 5.0
Sűrűség: 22,62 g/cm
Olvadáspont/forraláspont: 2466
A Mendelejev-féle periódusos rendszer legnehezebb tagja, ezért a világ legnehezebb fémje. Az 1803-as év valójában fordulópont volt az elem számára, mivel ebben az időszakban a szó szoros értelmében versenyfutás zajlott a felfedezésével: két tudós fedezte fel párhuzamosan az ozmiumot – Tennant és de Fourcroix. Tennant azonban tisztább és mélyebb eredményeket ért el, és a londoni Királyi Társasághoz benyújtott hivatalos dokumentumaiban jelezte, hogy a talált elemet hagyományosan két fémre, irídiumra és ozmiumra osztják.
Az ozmium kinyerése meglehetősen drága, mivel ritka és nehéz vele dolgozni. Ezért a lenyűgöző ár – 15 000 dollár 1 gramm anyagra vetítve. Az ozmium sűrűsége csak kevéssel nagyobb, mint az irídiumé, bár mindkét faj tulajdonságai még nem teljesen ismertek. A világ legnehezebb fémje nem barátságos a hővel szemben: nagyon tűzálló.
Az ozmium a platina elemcsoport tagja, és hagyományosan nemesfém. Keményedéskor az ozmium gyönyörű ezüstös-kék kristályokat képez, de ékszerkészítésre nem alkalmas, mivel teljesen kioldhatatlan, és nem kovácsolható. Sajátos szag – fokhagyma-klór keverék – jellemzi.
Tartóssága miatt nagyra értékelt: A fémet gyakran olyan alkatrészekhez adják, amelyek gyakori és erős súrlódásnak vannak kitéve. Ezek az ötvözetek hihetetlenül erősek és ellenállóak mindenféle támadással szemben.
Kedves Olvasó! Szeretném megkérdezni, hogy melyek a 10 legnehezebb fém, és mekkora a sűrűségük? Érdekelne, hogy ezek a fémek a természetben előfordulnak, vagy mesterségesen készülnek-e? Nagyon kíváncsi vagyok, hogy ezek a fémek milyen tulajdonságokkal rendelkeznek és mire használják őket. Köszönöm előre is a választ!