Materiais mais densos da Terra
Como os núcleons ( prótons e nêutrons ) compõem a maior parte da massa de átomos comuns, a densidade da matéria normal tende a ser limitada pela proximidade com a qual podemos empacotar esses núcleons e depende da estrutura atômica interna de uma substância. O material mais denso encontrado na Terra é o ósmio metálico , mas sua densidade empalidece em comparação com as densidades de objetos astronômicos exóticos, como estrelas anãs brancas e estrelas de nêutrons .
Lista de materiais mais densos:
- Ósmio – 22,6 x 10 3 kg / m 3
- Irídio – 22,4 x 10 3 kg / m 3
- Platina – 21,5 x 10 3 kg / m 3
- Rênio – 21,0 x 10 3 kg / m 3
- Plutônio – 19,8 x 10 3 kg / m 3
- Ouro – 19,3 x 10 3 kg / m 3
- Tungstênio – 19,3 x 10 3 kg / m 3
- Urânio – 18,8 x 10 3 kg / m 3
- Tântalo – 16,6 x 10 3 kg / m 3
- Mercúrio – 13,6 x 10 3 kg / m 3
- Ródio – 12,4 x 10 3 kg / m 3
- Tório – 11,7 x 10 3 kg / m 3
- Chumbo – 11,3 x 10 3 kg / m 3
- Prata – 10,5 x 10 3 kg / m 3
Deve-se notar que o plutônio é um isótopo produzido pelo homem e é criado a partir de urânio em reatores nucleares . Mas, de fato, os cientistas descobriram vestígios de plutônio que ocorre naturalmente.
Se incluirmos elementos feitos pelo homem, o mais denso até agora é o Hássio . O hássio é um elemento químico com o símbolo Hs e o número atômico 108. É um elemento sintético (sintetizado pela primeira vez em Hasse na Alemanha) e radioativo. O isótopo conhecido mais estável, 269 Hs , tem uma meia-vida de aproximadamente 9,7 segundos. Tem uma densidade estimada de 40,7 x 10 3 kg / m 3 . A densidade do Hássio resulta do seu alto peso atômico e da diminuição significativa nos raios iônicos dos elementos da série dos lantanídeos, conhecidos como contração de lantanídeos e actinídeos .
A densidade de Hassium é seguida pelo Meitnerium (elemento 109, nomeado em homenagem à física Lise Meitner), que tem uma densidade estimada de 37,4 x 10 3 kg / m 3 .
Densidade da matéria nuclear
Densidade nuclear é a densidade do núcleo de um átomo. É a razão de massa por unidade de volume dentro do núcleo. Como o núcleo atômico carrega a maior parte da massa do átomo e o núcleo atômico é muito pequeno em comparação com o átomo inteiro, a densidade nuclear é muito alta.
A densidade nuclear de um núcleo típico pode ser calculada aproximadamente a partir do tamanho do núcleo e de sua massa. Os raios nucleares típicos são da ordem de 10 a 14 m . Assumindo a forma esférica, os raios nucleares podem ser calculados de acordo com a seguinte fórmula:
r = r 0 . A 1/3
onde r 0 = 1,2 x 10 -15 m = 1,2 fm
Por exemplo, o urânio natural consiste principalmente no isótopo 238 U (99,28%), portanto, a massa atômica do elemento urânio está próxima da massa atômica do isótopo 238 U (238,03u). O raio deste núcleo será:
r = r 0 . A 1/3 = 7,44 fm.
Supondo que seja esférico, seu volume será:
V = 4πr 3 /3 = 1,73 x 10 -42 m 3 .
A definição usual de densidade nuclear fornece sua densidade:
ρ núcleo = m / V = 238 x 1,66 x 10 -27 / (1,73 x 10 -42 ) = 2,3 x 10 17 de kg / m 3 .
Assim, a densidade do material nuclear é mais de 2,10 14 vezes maior que a da água. É uma densidade imensa. O termo descritivo densidade nuclear também é aplicado a situações em que densidades similares ocorrem, como dentro de estrelas de nêutrons. Tais densidades imensas também são encontradas nas estrelas de nêutrons.
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