¿Cuántos elementos químicos hay?
Un elemento químico es un tipo de átomo, como el hidrógeno u oxígeno. A partir de 2011, se habían observado 118 elementos, con 98 de estos ocurriendo naturalmente en la Tierra. 20 elementos se crean artificialmente en reactores nucleares o experimentos de aceleradores de partículas. El primer elemento sintético que se creó en cantidades sustanciales fue Plutonio, Elemento 94. Plutonio es también el átomo más pesado que se encuentra naturalmente en la Tierra. Con una vida media de solo 80 millones de años, el plutonio ocurre en cantidades extremadamente pequeñas en los minerales de uranio.
Los elementos químicos actuales provienen de una de las tres fuentes: la nucleosíntesis de supernova, la nucleosíntesis estelar y la nucleosíntesis de Big Bang. La nucleosíntesis ocurre cuando los núcleos atómicos se presionan tan estrechamente y a fuego tan alto que superan la repulsión mutua de sus cubiertas de electrones y producen núcleos más pesados. De esta manera, los núcleos de hidrógeno pueden fusionarse en núcleos de helio, lo que a su vez puede fusionarse en núcleos de carbono, si condiciones de temperamento suficientese alcanzan la presión y la presión.
Al principio, el universo era tan caliente y denso que consistía en nada más que quarks libres, los componentes de los protones y neutrones, electrones y radiación. Después de una millonésima de segundo, los quarks comenzaron a fusionarse en bariones: protones y neutrones. Durante los primeros veinte minutos después del Big Bang, la temperatura del universo excedió la que en el centro de las estrellas más brillantes, con una densidad mayor que el aire. Durante este período, los protones y los neutrones chocaron energéticamente para formar núcleos más grandes: deuterio y dos isótopos de helio. El 25 por ciento de todo el asunto en el universo se convirtió en helio, con aproximadamente un 75 por ciento de hidrógeno, junto con pequeñas cantidades de elementos más pesados como el litio. Esto es similar a la relación actual de los elementos químicos.
Las primeras estrellas formaron unos 300 millones de años después del Big Bang, enItiating otra forma de nucleosíntesis llamada nucleosíntesis estelar. En la nucleosíntesis estelar, la materia muy compactada en el centro de una estrella sufre fusión nuclear, liberando grandes cantidades de energía y equilibrando las fuerzas de la gravedad que actúan para colapsar la estrella. Esto puede considerarse como una bomba H explosiva continuamente. Los elementos hasta el hierro en la tabla periódica se forman en la nucleosíntesis estelar.
Crear un elemento que sea más pesado que el hierro requiere otro tipo de nucleosytesis, nucleosíntesis de supernova. Las supernovas ocurren cuando las estrellas colapsan catastróficamente después de consumir todo su combustible nuclear en sus núcleos. La envoltura atmosférica de la estrella se derrumba hacia adentro debido a la gravedad, rebotando en un núcleo hecho de materia de "degenerado electrónico" casi incompresible. Durante este abrupto rebote, varios por ciento del material de la estrella se fusiona en elementos más pesados casi instantáneamente. Esto libera suficiente energía para que la supernova eclipse a su galax anfitrióny durante días o semanas. Los elementos más pesados que el hierro se sintetizan durante este evento cósmico increíblemente enérgico.