Какие свойства газов отличают их от твердых и жидкостей

Нужно сначала избежать путаницы — «твердое» может значить две вещи: 1) агрегатное состояние, как твердое-жидкое-газ, и 2) механическая характеристика — твердость, как алмаз твердый, а мел — мягкий. Эти вещи в принципе связаны, но связь сложна и неоднозначная, поэтому не будем о ней :). Вероятно, Вы имеете в виду второе, механическую твердость (хотя железо отнюдь не чемпион, а вполне себе средненький материал по твердости, скорее для него имеет смысл говорить о довольно высокой прочности и пластичности).

Вы правы в том, что чем ближе элементы (молекулы, атомы, ионы) решетки друг к другу, тем прочнее будет свзь между ними. Но ключевым параметром здесь является тип химической связи, поскольку расстояние между атомами (молекулами, ионами) в решетке во многом определяется именно типом связи. Для железа, как и для других металлов, характерен металлический тип связи, когда, ну скажем, ионы металла в узлах решетки, а вокруг них общее электронное облако (это не совсем точное описание, но сгодится). Это дает 1) пластичность, поскольку связь кулоновская, а значит ненаправленная + ослабевает не так быстро при изменении расстояния. То есть, при сдвиге ионов из позиций (при механическом воздействии) связи не рвутся сразу, а имеют некий «запас прочности», 2) прочность, поскольку кулоновское взаимодействие достаточно сильное. Вот металлы они такие и есть — пластичные и прочные. Степень прочности/пластичности/твердости будет определяться во многом симметрией решетки, параметрами электронного газа и т.д.

Это можно сравнить с атомными кристаллами (типа того же алмаза) с ковалентными связями между атомами в узлах решетки (твердость может быть и повыше, поскольку если расстояние между атомами короткие, то энергия связи может быть очень высока. Зато пластичности никакой — связь направленная, любое смещение атома ее рвет). Или с молекулярными кристаллами, где связь между молекулами в узлах решетки Ван-дер-ваальсова (прочность никакая, поскольку энергия связи маленькая, зато пластичность может быть неплохая, поскольку связь ненаправленная, вопрос только в том, чтобы механическое воздействие было не слишком сильное, поскольку независимо от пластичности предел прочности очень низкий). Решетки с одним и тем же типом химсвязи всегда будут иметь много общего, хотя и могут различаться между собой достаточно сильно по количественным критериям в зависимости от других параметров.

Если считать все рассматриваемые газы идеальными, то плотность газа зависит только от величины молярной массы соединения (на самом деле плотность газов, состоящих из сложных молекул, значительно отличается от рассчитанной для идеальных газов).

Вкратце говоря, поиск самого тяжелого газа ограничивается лишь информацией о существовании соединений и знанием агрегатного состояния вещества при необходимых условиях.

Вот что пришло мне на ум (комн. т.):

WF6 — 396 г/моль,

IF7 — 259 г/моль,

Rn — 222 г/моль,

список можно продолжать.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:

p=1/3 * m0 * n * υ²

Концентрацию молекул газа n находят как отношение числа молекул N к объему газа V:

n = N/V

Тогда имеем:

p=m0 *N * υ²/3V

Произведение массы одной молекулы m0 на количество молекул N по смыслу есть масса газа m, поэтому:

p=m * υ²/3V

Подставив в эту формулу исходные данные, можно вычислить какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа.