KESKUSTELU

Mistä johtuu, että alkuaineiden tiheydet eivät muutu raskaammiksi massaluvun mukaan, vaikka yksittäisen atomin paino muuttuu? Esim. osmium on raskain alkuaine, muttei viimeisin.

No tietystihän kyse on niiden atomien tiheydestä siinä aineessa myös. Atomit eivät suinkaan ole saman kokoisia, eikä siitä johtuen myöskään siitä aineesta muodostuneet rakenteet sisällä yhtä tiheästi niitä atomiytimiä, missä atomien massa pääosin on.

Taitaapi olla oikeastaan sama asia minkä Bosoni jo selittikin, mutta sanonpa vielä omin sanoin:

Johtuu siitä että atomit eivät pakkaannu samanlailla jokaisessa aineessa. Mikäli kaikki alkuaineet pakkaantuisivat samalla tavalla hilarakenteihin (huom kaikki eivät edes pakkaannu hilamaisesti) ja atomien väliin jäisi yhtä paljon "tyhjää tilaa", ymmärtääkseni aineen tiheys kasvaisi massaluvun mukana, mutta näin ei todellisuudessa tapahdu, vaan atomeilla on "ziljoonia" mahdollisuuksia muodostaa makroskooppisia rakenteita...

Koska jokaisella alkuaineella on tietty tiheys niin vaihtoehtoja on vain vähän yli sata, jotkut yksittäiset alkuaineet muodostavat kuitenkin erilaisia rakenteita ja siksi niiden fysikaaliset ominaisuudet vaihtelevat.
Alkuaineen elektonit määräävätt ytimien tiheyden aineessa.

en nyt tarkoittanutkaan tuolla "ziljoonalla" mitään eksaktia lukua, vaan että vaihtoehtoja on aikas tavalla...

Edit: Jukteria varten, kyse ei ole ytimien tiheydestä vaan ytimien tiheydestä aineessa.

onko osmium todella raskain? Ihankuin joku puliukko ois sekoillu että raskain alkuaine on tällähetkellä alkuaine nro 110.

Eräille superraskaille alkuaineille on ennustettu teoreettisesti hyvinkin suuria tiheyksiä. Taisi jollakin olla jotain 40000 kg/m^3:n luokkaa, siis liki kaksinkertainen tiheimpiin mitattuihin aineisiin verrattuna. Noita aineita on kuitenkin tuotettu vain yksittäisiä atomeja, joista ei synny minkäänlaista kiinteää tiheyden mittaamisen mahdollistavaa kidettä. Ja tuskin hyvin lyhytikäisistä isotoopeista kiinteää ainetta voisi saadakaan, kun voimakas radioaktiivisuus kuumentaa aineen höyrystymislämpöön.

Kuten täällä on jo todettu, aineen elektronirakenne määrää kuinka tiheään atomit pakkautuvat. Noissa on tiettyjä johdonmukaisuuksia, jotka seuraavat (ainakin satunnaisen kemiankirjan selailijan mielestä) varsin monimutkaisista elektronikuorten ominaisuuksista. Nuo elektronirakenteet ja tiheydet saadaan myös laskettua aivan alkeistä monihiukkaskvanttimekaniikalla, mutta mitään pikaisella perehtymisellä selkeää ja havainnollista sääntöä ei taida olla. Fysikaalisen kemian oppikirja kirjastosta voi valottaa tilannetta, mutta vaatii kyllä jonkin verran esitietoja aiheesta.

Lisään vielä hieman alkuperäiseen kysymykseen, miksi aineiden tiheys ei kasva. Rajusti yksinkertaistaen siksi, että noilla massiivisemmilla alkuaineilla on myös enemmän elekroneja. Yleinen suuntaus on tiheyden kasvu kohti raskaampia atomeja, koska elektroneille on edullista pakkautua mahdollisimman lähelle suuren varauksen raskaita ytimiä. Mutta toisaalta elektronit hylkivät toisiaan, ja niiden pakkaamnen kovin tiheään vaatii sekin paljon energiaa. Tässäkään asiassa ei elektronien määrä tilavuusyksikössä ole suoraan ratkaiseva. Elektronien keskinäinen vuorovaikutus riippuu suuresti elektronikuorten kvanttimekaanisista ominaisuuksista.

nm kirjoitti:

Hyvä niin, sillä E on tila äpäläpät on hyvä pitää aisoissa, varsinkin kun tuntuu siltä että rakas Jukterimme ei edes itse ymmärrä mitä hänen "teoriansa" tarkoittaapi

Ja kun Jukteri kerrankin suvaitsee olla aktiivisesti häiriköimättä palstalla, täällä hitonmoinen lössi kaipaa häntä joka toisessa viestissä takaisin. Arvatkaa vaan, saako hän siitä vettä myllyynsä kun näitä juttuja lukee. En erityisesti piittaa taikauskosta, mutta sen verran taikauskoinen haluaisin olla etten mainitisisi tuollaisten höyrypäiden nimiä ääneen milloinkaan.

No joo, olen kieltämättä syyllistynyt siihen itsekin. Tehkää niin kuin minä sanon älkääkä niin kuin minä teen.