Почему железо «любит» благородные металлы?

Question

К сидерофильным элементам относят железо, кобальт, никель, молибден, рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий, платину, золото. Почему они имеют большую плотность, многие сидерофильные металлы редко встречаются в земной коре и способны образовываться, кроме железа, только в сверхновых?

Answer 1

Наименование "сидерофильные элементы" происходит от греческого sideros – железо и  phileo – люблю. Не стоит понимать это слишком буквально.

По определению из академического словаря, сидерофильные элементы – это группа переходных химических элементов, относящихся в основном к VIII группе (3 d — 5 d) периодической системы элементов Fe, Со, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, lr, Pt и некоторые соседние элементы Mo, Re. Их отличительные  свойства – похожесть по строению на железо Fe, способность образовывать сплавы с железом.

Любовь в химии, это немногое другое – это скорей способность вступать в химические соединения по подобию живого мира. Например донорно-акцепторная связь, как в поваренной соли NaCl – это когда один атом даёт (электроны), а другой берёт. В результате получается связь. В такие связи вступают в основном противоположные химические элементы, например щелочные металлы и газы-галогены.

Ковалентная связь, скорее похожа на сожительство с общими интересами, когда электроны объединяются в общую оболочку, например вода H2O. Получается связь.

Сплав металлов – это скорее дружба. Химической связи при этом не возникает. Атомы структурно похожи друг на друга, потому что находятся в одной группе. Группа – это и есть схожее строение.

Почему они имеют большую плотность?

Плотность атома, как и любая другая плотность – это отношение массы к объёму ρ = m/V. 99% массы атома – это масса ядра. Следовательно, чем правее находится элемент в периоде или ряде, тем он более плотный.

Способны образовываться, кроме железа, только в сверхновых?

Да, именно так. При обычных температурах и давлениях внутри звёзд, максимум что можно получить – это железо. Все остальные элементы тяжелее железа, получаются при гораздо более энергетических процессах при взрыве сверхновых звёзд. По этой причине эти элементы более редкие.

Comments

Я лучше бы сравнил любовь с взаимодействием, обусловленным самим пространством-временем из-за интенсивности.

---

Рюрику. На гравитацию намекаете? Это уже универсальная любовь в физике.