Höchstmögliche Dichte (Iridium?)

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo Wissende,

in der Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Iridium) steht „Iridium gilt als das Element mit der größten Dichte. Iridium ist mit 22,65 kg/dm³ das dichteste aller Reinelemente.“

1.
Wieso „gilt“ es als das Element mit der größten Dichte? Kann man das nicht verbindlich sagen?

2.
Inwiefern ist es das dichteste aller Reinelemente? Gibt es nichtreine Elemente mit höherer Dichte?

3.
Gibt es überhaupt irgendetwas dichteres als Iridium, etwa Legierungen?

Es dankt und grüßt
Der R o b.

#2

in der Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Iridium) steht
„Iridium gilt als das Element mit der größten Dichte.
Iridium ist mit 22,65 kg/dm³ das dichteste aller
Reinelemente.“

Hallo Rob,

Wieso „gilt“ es als das Element mit der größten Dichte? Kann
man das nicht verbindlich sagen?

Könnte es damit zusammenhängen, dass es nicht ausgeschlossen ist, dass wir später noch weitere Elemente entdecken, so dass heute nicht selbstsicher von der „größten Dichte“ ausgegangen werden kann?

Inwiefern ist es das dichteste aller Reinelemente? Gibt es
nichtreine Elemente mit höherer Dichte?

Nichtreine Elemente gibt es nicht. Es sei, es werden unterschiedliche Isotope gemeint.
Mit freundlichen Grüßen
Ulf

#3

Hallo Ulf,

Wieso „gilt“ es als das Element mit der größten Dichte? Kann
man das nicht verbindlich sagen?

Könnte es damit zusammenhängen, dass es nicht ausgeschlossen
ist, dass wir später noch weitere Elemente entdecken, so dass
heute nicht selbstsicher von der „größten Dichte“ ausgegangen
werden kann?

Vor allem wird es daran liegen, daß es schwierig sein dürfte, die Vielzahl der bereits bekannten künstlich erzeugten Elemente in ausreichender Menge herzustellen, um eine Dichtemessung durchzuführen. Erschwerend kommt hinzu, das diese Elemente instabil und kurzlebig sind, also auch alles in sehr kurzer Zeit passieren müßte.

Jörg

#4

3.
Gibt es überhaupt irgendetwas dichteres als Iridium, etwa
Legierungen?

schon mal von schwarzen löchern gehört?

#5

servus,

es geht um das dichteste element und nicht um das dichteste vorkommen von materie. sonst wäre der neutronenstern auch kein schlechter kandidat…

gruss

Gibt es überhaupt irgendetwas dichteres als Iridium, etwa
Legierungen?

schon mal von schwarzen löchern gehört?

#6

Hallo,

man muss einfach einschränkend dazusagen „bei Normaldruck“, denn unter wachsendem Druck lässt sich Materie immer weiter verdichten (weisse Zwerge), eben bis zum Neutronenstern und weiter zum Schwarzen Loch. Da man solche Drücke experimentell schwer bis garnicht herstellen kann, weiss man wenig etwa über Iridium unter 1 Mio At Druck oder mehr.

Gruss Reinhard

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#7

achtung,erde an die antworter!!!
er redet von elementen…er seid echt witzig, muss man sagen…:smile:

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#8

hallo rob,

1.
Wieso „gilt“ es als das Element mit der größten Dichte? Kann
man das nicht verbindlich sagen?

s. die anderen; in den materialwiss. hat es oft derlei ‚unverbindliche‘ aussagen, weil schon morgen einer kommen kann mit einem element, bzw. einer neuen modifikation (= deren 3-dim anordnung) eines elements, dass eine höhere dichte hat.

2.
Inwiefern ist es das dichteste aller Reinelemente? Gibt es
nichtreine Elemente mit höherer Dichte?

zur ersten frage: insofern, als es nix gibt, was mehr kg’s pro m^3 hat…nix, was stabil genug und in aussreichender menge (es hat sicher irgendwo eine def. wie gross ein ‚minimal-festkörper‘ sein muss, um dessen dichte zu bestimmen) vorhanden / produziert wäre. im hessischen (darmstadt?) werden immer wieder gaaanz schwere atome erzeugt, nur halt sehr wenige :wink:

zur zweiten: ‚nichtrein‘, als aufbau-prinzip aufgefasst, erhöht m.e. sogar die wahrschenlichkeit, etwas noch dichteres hinzubekommen. ein sack kartoffeln (rein) hat eine dichte x. schüttest du was anderes dazu (zb. reis…) kann sich das andere evtl. so praktisch mit ersterem verbinden, dass etwas dichteres entsteht (der sack reiskartoffeln hat immer noch das gleiche volumen, nur die kartoffel-lücken sind mit reis gefüllt…) der metallurg sagt zu reiskartoffeln legierung.

3.
Gibt es überhaupt irgendetwas dichteres als Iridium, etwa
Legierungen?

theoretisch: s.o., praktisch weiss ichs nicht…googeln hilft oder bei http://www.nist.gov vorbeischauen…

hth,

stefan

#9

er redet von elementen…er seid echt witzig, muss man
sagen…:smile:

Ähm, ja und? Auch das Innere der Sonne besteht aus Wasserstoff, also einem Element. Und der Wasserstoff da drinnen hat eine wesentlich höhere Dichte als das Iridium oder sonstwas hier auf der Erde. Mit genügend großem Druck, kannst du die Dichte immer weiter steigern, bis hin zum Schwarzen Loch. Daher ist es schon sinnvoll, dass wir hier von der Dichte bei Normalbedingungen reden, also der Dichte bei 0°C und 1013 hPa.

mfg
deconstruct

#10

er redet von elementen…er seid echt witzig, muss man
sagen…:smile:

Mit genügend großem Druck, kannst
du die Dichte immer weiter steigern, bis hin zum Schwarzen
Loch. Daher ist es schon sinnvoll, dass wir hier von der
Dichte bei Normalbedingungen reden, also der Dichte bei 0°C
und 1013 hPa.

Hallo deconstruct,
aber schon in einem Neutronenstern sind keine Elemente (Ausgangsfrage) mehr vorhanden. Erst recht nicht in einem Schwarzen Loch.
Mit freundlichen Grüßen
Ulf

#11

Hallo,

aber schon in einem Neutronenstern sind keine Elemente
(Ausgangsfrage) mehr vorhanden. Erst recht nicht in einem
Schwarzen Loch.

Das ist schon richtig, nur gibt es eine Vielzahl von „Vorstufen“, in denen sehr wohl Elemente unter extremen Druck und damit extremer Dichte vorliegen, in denen Wasserstoff eine höhere Dichte aufweisen kann, als z.B. Eisen oder Blei auf der Erde.

mfg
deconstruct

#12

Mal ne Frage dazu
Hallo,

wenn Iridium nicht so teuer und selten wäre, wäre dieses Element nicht ein super Material zum Abschirmen hochenergetischer Strahlung? Also noch um ein vielfaches besser als Blei?

Gruß
André

#13

Hi.

wenn Iridium nicht so teuer und selten wäre, wäre dieses
Element nicht ein super Material zum Abschirmen
hochenergetischer Strahlung? Also noch um ein vielfaches
besser als Blei?

Die Wahrscheinlichkeit der WW von bestimmter hochenergetischer Strahlung wie Gammastrahlung mit Materie hängt von der Kernladungszahl ab [da hochenergetische Photonen im Feld des Atomkerns spontane Teilchenpaare bilden, die dann wieder zerstrahlen, wobei aber niederenergetischere Gammastrahlung entsteht ->spontane Paarbildung].
Somit ist Blei doch besser als Iridium, aber schlechter als z.B. Uran als Abschirmmaterial, wenn es um Photonen geht.
Die Dichte ist übrigens auch ein Packungseffekt, ist also nicht nur von der Atommasse abhängig.
Grüße,
Grünblatt

#14

Stimmt!
Hallo,
stimmt! Der Schwächungskoeffizient für Gammastrahlung (als Beispiel bei der Energie von 1 MeV) ist bei Iridium fast doppelt so groß wie bei Blei (der kleine Unterschied zwischen Z=77 und Z=82 wird durch den großen Dichteunterschied mehr als ausgeglichen), immer noch 20% größer als bei Wolfram uns sogar noch geringfügig (3%) größer als bei Uran!
Gruß Kurt

1 Like
#15

Sorry, aber
wir haben von hochenergetischer Strahlung gesprochen.
Will ja keine Korinthen kacken, aber in dem Falle hast Du Unrecht.

Hallo Kurt und Andrè.
Wenn man einen Energiebereich von 10-20 MeV - 10^4 MeV) die Ladungszahl ausschlaggebend für die Abschirmung ist und nicht mehr das Flächengewicht, das mit der Dichte zusammenhängt.
Wenn Du Dir also die Absorptionskoeffizienten für sagen wir 100 MeV heraussuchst, wirst Du da eine ganz andere Tendenz finden, als bei 1 MeV!
Grüße,
Grünblatt

#16

Sorry, aber die Dichte geht auch ein!
Hallo Grünblatt!

wir haben von hochenergetischer Strahlung gesprochen.

Das ist schon mal ein nicht sehr genau definierter Begriff …
Wer sagt, dass Andre gleich 10 GeV gemeint hat? Vielleicht hat er nicht mal Gammas gemeint …

Wenn man einen Energiebereich von 10-20 MeV - 10^4 MeV) die Ladungszahl
ausschlaggebend für …

den WIRKUNGSQUERSCHNITT ist !!!
Leider hängt aber der Schwächungskoeff. dann doch noch von der Dichte ab(egal welcher Prozess stattfindet!)
Wie du richtig schreibst geht Z quadratisch ein, (82/77)^2 = 1.13, also 13% mehr für Blei - das reicht eben nicht, um den Faktor 2 in der Dichte bei Iridium auszugleichen!

Wenn Du Dir also die Absorptionskoeffizienten für sagen wir
100 MeV heraussuchst, wirst Du da eine ganz andere Tendenz
finden, als bei 1 MeV!

Vielleicht tut’s auch 20 MeV (Zahlen für 100 MeV hab’ ich um diese Uhrzeit leider nicht …), das ist auch schon „dick im Paarbildungs-Bereich“.
Also:

 μ/ρ \* ρ = μ
Pb 6.2E-2 cm²/g \* 11.34 g/cm³ = 0.70 1/cm 
Ir 6.0E-2 cm²/g \* 22.65 g/cm³ = 1.36 1/cm

Das ist genau der gleiche Trend wie bei 1 MeV!

Gruss Kurt

PS: Im NIEDERENERGETISCHEN Bereich (in dem der Photoeffekt dominiert) ist die Z-Abhängigkeit übrigens viel stärker!

#17

Hi.
Ja, die Dichte geht auch ein.
Bei Blei hast Du auch recht gehabt, der Dichteunterschied ist so groß und die Ladungszahldifferenz gering, sodass der Einfluss der Dichte überwiegt, dennoch ist zumindest Uran ein besseres Abschirmmaterial gegen y-Strahlung als Iridium, da hier der Einfluss der Ladungszahl locker überwiegt.
Grüße,
Grünblatt

#18

Hallo Wissende,

in der Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Iridium) steht
„Iridium gilt als das Element mit der größten Dichte.
Iridium ist mit 22,65 kg/dm³ das dichteste aller
Reinelemente.“

Hi

1.
Wieso „gilt“ es als das Element mit der größten Dichte? Kann
man das nicht verbindlich sagen?

Das Problem liegt darin, dass diese Dichteangabe rechnerisch aufgrund der Kristallstruktur ermittelt wurde.

Wenn man die Dichte anhand einer Probe misst, dann ergibt sich für Iridium eine Dichte von 22,42 g/ccm, für Osmium von 22,57 g/ccm
(Documenta Geigy, Wissenschaftliche Tabellen,Wehr 1977)
http://www.scescape.net/~woods/elements/iridium.html

Der Unterschied zwischen Rechnung und Messung liegt wahrscheinlich darin, dass es keine perfekten Kristalle gibt, und Baufehler immer zu einer Dichteverringerung des Materials führen

Gruß
Mike

#19

Gamma-Schwächung in Uran u. Iridium

Hi.
Ja, die Dichte geht auch ein.
Bei Blei hast Du auch recht gehabt, der Dichteunterschied ist
so groß und die Ladungszahldifferenz gering, sodass der
Einfluss der Dichte überwiegt, dennoch ist zumindest Uran ein
besseres Abschirmmaterial gegen y-Strahlung als Iridium, da
hier der Einfluss der Ladungszahl locker überwiegt.

-> Falsch.

Grüße,
Grünblatt

Hallo Grünblatt,
spekulieren wir nicht locker vor uns hin, schauen wir doch einfach auch mal die Werte für U nach (alles bei 20 MeV)…

 μ/ρ \* ρ = μ
Pb 6.2E-2 cm²/g \* 11.34 g/cm³ = 0.70 1/cm 
Ir 6.0E-2 cm²/g \* 22.65 g/cm³ = 1.36 1/cm
U 6.5E-2 cm²/g \* 18.95 g/cm³ = 1.23 1/cm

Der Massenschwächungskoeff. (μ/ρ) ist bei U zwar etwas größer, die extrem große Dichte von Iridium gleicht das aber wieder aus und Iridium ist wieder vorne (war bei 1 MeV auch schon so) !

Gruss Kurt

#20

Hallo,

wenn Du unter „hochenergetischer Strahlung“ eine elektromagnetische Strahlung verstehst (Röntgen- und Gammastrahlung), könnte das stimmen.
Bei Partikelstrahlung gilt das nicht unbedingt. Neutronenstrahlung läßt sich eher mit leichten Materialien abschirmen, wie etwa Wasser, Bor oder Paraffin.

Gruß
Moriarty