金密度

你有没有想过哪种元素密度最高？虽然锇通常被认为是密度最高的元素，但答案并不总是正确的。

密度是单位体积的质量。

它可以通过实验来测量，也可以根据物质的性质和它在特定条件下的行为来预测。

事实证明，以下两个元素中的任何一个都可以被认为是密度最高的元素:自然锇或者铱。

锇和铱都是非常致密的金属，每种金属的重量大约是铅的两倍。

在室温和正常大气压力下，锇的计算密度为22.61克/cm³，铱的计算密度为22.65克/cm³。

然而，锇的实验测量值(使用x射线结晶学)是22.59克/cm³ ，铱的含量仅为22.56克/cm³。

通常，锇是密度最大的元素。

然而，元素的密度取决于许多因素。

这些包括元素的同素异形体(形式)、压力和温度，所以密度没有单一的值。

例如，地球上的氢气密度很低，但太阳中同样的氢元素密度超过地球上的锇或铱。

如果锇和铱的密度都是在普通条件下测量的，锇会获得冠军。

然而，稍微不同的条件可能会导致铱夺冠。

在室温和2.98 GPa以上的压力下，铱比锇密度大，密度为22.75克/cm³。

假设锇的密度最高，你可能会奇怪为什么原子序数较高的元素密度不高。

毕竟，每个原子都更重。

但是，密度是每一单位体积质量。

锇和铱的原子半径非常小，所以质量被压缩成很小的体积。

发生这种情况的原因是电子轨道在n=5和n=6轨道上收缩，因为其中的电子没有很好地屏蔽正电荷原子核的吸引力。

此外，锇的高原子数也发挥了相对论效应。

电子绕原子核旋转的速度之快，以至于它们的质量增大，s轨道半径减小。

简而言之，锇和铱比铅和其他原子序数更高的元素密度更大，因为这些金属结合了大原子序数和小原子序数。

玄武岩是密度最高的岩石类型。

平均值约为3克/cm³，甚至离金属密度差距较远，但仍然很重。

根据其组成，闪长岩也可能被认为是玄武岩的竞争者。

地球上密度最大的液体是液态元素汞，其密度为13.5克/cm³。

在我们常见的物质中，金属的密度都比较高，那么密度最大的金属是哪种呢？它就是铂族金属中的锇了。

锇的元素符号为Os，原子序数76，首次发现于1804年，其密度为22.59克/立方厘米，而1立方厘米的水只有1克，所以这种金属的密度可以说是水的20多倍，1立方厘米的铁约有7.8克，只有锇的1/3左右，1立方厘米的黄金约有19.3克，黄金是重金属里边的代表，但仍然没有锇的密度高。

锇看上去是灰蓝色金属，组成结构为六方密集晶格，质硬而脆，用锤子可将其轻松砸成粉末，锇粉呈蓝黑色，有易燃属性，所以锇金属粉末可自燃。

固态的锇熔点为3045℃，沸点在5300℃以上，但变成蒸气的锇有剧毒，会强烈地刺激人眼部的粘膜，严重时甚至会造成失明。

地球地壳中约有万分之一的锇，自然界中的锇存在于锇铱矿中。

提炼时可将含锇的固体焙烧，这时会挥发出四氧化锇，利用醇碱溶液过滤就可吸收并得到锇酸盐，再用氢气还原就能制成金属锇。

提炼出来的金属锇有着很多的应用，工业生产中可以将其作为催化剂，也可以用来制造超高硬度的合金。

比如它同铑、钌、铱或铂的合金，就很坚硬耐磨，在铂里掺进一点锇，就可做成硬度大且十分锋利的锇铂合金手术刀，是如今重要的医疗器械。

而利用锇与一定量的铱可制成锇铱合金，常用作电唱机、自来水笔尖以及钟表和仪器中的轴承等。

比如某些高级钢笔的笔尖上有颗银白色的小圆点，那就是锇铱合金，相对于其他金属，其使用年限很长。