Выдающиеся металлы (чистые)⁠⁠

Тот самый металл-топливо

Уран (U а.н.92)

Единственный природный металл, который используют, как топливо, и при этом используется без остатка, буквально на атомном уровне.

Природный уран слаборадиоактивен. Тот уран, который УРАН — это изотоп U-235, которого в природе всего 0,7204%. Его так мало, что для ядерщиков нужно выделять и концентрировать этот изотоп («обогащать») — так просто работать реактор не будет.

Кстати, раньше в природе U-235 было больше — просто со временем он распался. И поскольку его было больше — ядерный реактор сделать можно было прямо на коленке. Так и произошло в Габоне на месторождении Окло примерно 2 миллиарда лет назад: через руду бежала вода, вода — естественный замедлитель нейтронов, которые вылетают при распаде урана-235 — в итоге энергии нейтронов было как раз столько, сколько нужно для захвата ядром урана-235 — и пошла-поехала цепная реакция. И уранчик горел себе несколько сотен лет, пока не выгорел…

Самый тугоплавкий металл

Вольфрам (W а.н.74)

Самый тугоплавкий металл с температурой плавления 3422 °C. Он известен ещё с XVI века, правда, известен не сам металл, а минерал вольфрамит, в котором содержится вольфрам. Кстати, название Wolf Rahm на языке суровых немцев означает «волчьи сливки»: немцы, которые плавили олово, очень не любили примеси вольфрамита, который мешал плавке, переводя олово в пену шлаков.

Кстати, хоть вольфрам и тяжёлый — но несмотря на бо́льшую плотность по сравнению с традиционным и более дешевым свинцом, радиационная защита из вольфрама оказывается менее тяжёлой при равных защитных свойствах или более эффективной при равном весе. Из-за тугоплавкости и твердости вольфрама, затрудняющих его обработку, в таких случаях используются более пластичные сплавы вольфрама с добавлением других металлов либо взвесь порошкообразного вольфрама (или его соединений) в полимерной основе. Выходит легче, эффективнее — но только дороже. Так что в случае фоллаута, бери себе вольфрамовую броню!

Самый производимый и обрабатываемый

Железо (Fe а.н.26)

Железо по праву пользуется репутацией одного из главных металлов нашей цивилизации. Произведенные на его основе материалы можно найти повсюду – от тяжелого машиностроения до небольших бытовых предметов.

По распространенности в природе элемент занимает четвертое место, уступая лишь кислороду, кремнию и алюминию. Предполагают, что большая его часть на Земле существует в расплавленном состоянии во внутреннем ядре планеты. Доля железа в земной мантии оценивается величиной 4,65% по массе.

Первые железные предметы были изготовлены из осколков метеоритов. Среди хеттов и других культур древности железо считалось особой редкостью, его цена обычно превосходила такие драгоценные металлы, как золото или серебро. Из него делали украшения и символы власти (жезлы, троны). Поэтому оружия из железа было мало, позволить себе его могли лишь самые знатные воины. Этот факт описан в бессмертной «Илиаде» Гомера, действие которой происходило около 3,5 тысяч лет назад.

Самый твердый металл

Хром (Cr а.н.24)

Хром имеет твёрдость по шкале Мооса 8.8.

Потребитель чаще всего знаком не с изделиями из хрома, а с предметами, покрытыми тонким слоем металла. Ослепительный зеркальный блеск такого покрытия привлекателен сам по себе, однако имеет и чисто практическое значение. Хром устойчив к коррозии и способен защитить сплавы и металлы от ржавчины. Он так же наделен устойчивостью к высоким температурам.

Хром — важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Добавка хрома существенно повышает твердость и коррозийную стойкость сплавов. Использование хрома основано на его жаропрочности, твердости и устойчивости против коррозии. Больше всего хрома применяют для выплавки хромистых сталей.

Кстати, впервые открыли соединения металла на Среднем Урале, в Березовском золоторудном месторождении и впервые упомянут в труде М. В. Ломоносова «Первые основания металлургии» (1763 год).

Самый тяжелый

Осмий (Os а.н.76)

Его плотность составляет 22,62 г/см3!

Однако осмию, будучи самым тяжёлым, ничего не мешает быть ещё и летучим: на воздухе он постепенно окисляется до OsO4, который летучий — и кстати, очень ядовитый. Да — это элемент платиновой группы, но он вполне себе окисляется. Название «осмий» происходит от древнегреческого ὀσμή — «запах» — именно благодаря этому: химические реакции растворения щелочного сплава осмиридия (нерастворимого остатка платины в царской водке) в воде или кислоте сопровождаются выделением неприятного, стойкого запаха OsO4, раздражающего горло, похожего на запах хлора или гнилой редьки.

Кстати, есть ещё такой изотоп Os-187. В природе его очень мало, а потому из осмия его выделяют на центрифугах путем масс-сепарации — прямо как уран. Разделения ждут 9 месяцев. А потому Os-187 — один из самых дорогих металлов, именно его содержание обуславливает рыночную цену природного осмия. Но он не самый дорогой, о самом расскажу ниже.

Самый популярный банковский металл и формальный чемпион по стойкости

Золото (Au а.н.79)

Самым желанным для множества людей металлом является золото. Это обусловлено относительной редкостью металла, внешним видом, его химической инертностью и исторически сложившейся торговой ценностью.

Золото – это первый металл, который был использован человечеством. Еще с эпохи неолита начинается история открытия химического элемента.

Одним из преимуществ золота является его высокопластичность: оно может быть проковано (без всякого нагрева) в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый (да, все правильно, золото может пропускать свет).

Несмотря на свою мягкость, у золота довольно высока температура плавления 1064 °C, но тут вам стоит быть осторожными, жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения 2856°C.

Самый стойкий металл фактически

Иридий (Ir а.н.77)

Осмий отнял у иридия звание самого тяжёлого металла — но разошлись в копейках: плотность иридия 22,53 г/см3. Осмий с иридием даже открыты были вместе в 1803 году английским химиком С. Теннантом — оба в качестве примесей присутствовали в природной платине, доставленной из Южной Америки. Теннант был первым среди нескольких учёных, кому удалось получить в достаточном количестве нерастворимый остаток после воздействия на платину царской водки и определить в нём ранее неизвестные металлы.

Но в отличие от осмия, иридий — самый, блин, стойкий металл: в виде слитка он не растворяется ни в каких кислотах и их смесях! Вообще! Даже грозный фтор берёт его только при 400-450 °C. Чтобы всё-таки растворить иридий, приходится его сплавлять с щелочами — да ещё желательно в токе кислорода.

Механическая и химическая прочность иридия используется в Палате мер и весов — из платиноиридиевого сплава изготовлен эталон килограмма.

Самый легкий металл

Литий (Li а.н.3)

Его плотность всего 0,534 г/см3. Это мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета, обладающий высокой реакционной способностью, очень легкий и неплотный. Хотя на протяжении всей истории он имел широкий спектр применений, в последние годы он стал критически важным компонентом литий-ионных («Li-ion») батарей, используемых в электронике благодаря своей реактивности, легкости и способности к перезарядке.

Да и кстати — с ростом популярности электромобилей, портативных девайсов и всего, что работает на литий-содержащих аккумуляторах, цена на литий довольно быстро растет. Например, относительно 2020 года на декабрь 2022 года цена на литий выросла на 500%. Литиевая лихорадка нарастает и его уже пытаются использовать даже в санкционной борьбе.

Самый дорогой металл

Калифорний (Cf а.н.98)

Калифорния в этом мире нет совсем, а производят его в двух местах: Димитровграде в РФ и Окриджской национальной лаборатории в США. Для производства одного грамма калифорния плутоний или кюрий подвергают длительному нейтронному облучению в ядерном реакторе — от 8 месяцев до 1,5 лет. Вся линейка распадов выглядит следующим образом: Плутоний-Америций-Кюрий-Берклий-Калифорний. Калифорний-252 является конечным результатом цепочки.

На получение одного грамма калифорния-252 затрачивается 10 килограммов плутония-239.

Ежегодное количество добываемого калифорния-252 составляет 50-90 микрограмм, а по оценкам специалистов мировой запас калифорния составляет не более 10 граммов. Поэтому калифорний, а точнее — калифорний-252 – самый дорогой в мире промышленный металл, стоимость его одного грамма в разные годы варьировала от 6,5 до 27 миллионов долларов.

В следующем выпуске Выдающиеся рыбы!

Мне уже многие указывали на появляющиеся неточности, я нашел выход. Вы можете ЗАРАНЕЕ просмотреть и прокомментировать весь материал. Я его теперь предварительно выкладываю в Телеграм. Одна голова хорошо, а две - лучше, значит и контент для Пикабу повысится качеством.