Kaç tane kimyasal element var?

Kimyasal bir element, hidrojen veya oksijen gibi bir atom türüdür. 2011 itibariyle, dünyada 98'i doğal olarak meydana gelen 118 element gözlemlenmiştir. Yapay olarak nükleer reaktörlerde veya parçacık hızlandırıcı deneylerinde 20 element yaratılır. Önemli miktarlarda yaratılacak ilk sentetik element, plütonyum, element 94 idi. Plütonyum, aynı zamanda, Dünya üzerinde doğal olarak bulunan en ağır atomdur. Sadece 80 milyon yıllık yarı ömrü ile plütonyum, uranyum cevherlerinde oldukça küçük miktarlarda meydana gelir.

Günümüzdeki kimyasal elementler üç kaynaktan birinden gelir: süpernova nükleosentezi, yıldız nükleosentezi ve Big Bang nükleosentezi. Nükleosentez, atom çekirdeği birbirine çok yakın bir şekilde ve yüksek ısıda preslendiklerinde, elektron kabuklarının karşılıklı itişini aşacak ve daha ağır çekirdekler üretecekleri zaman meydana gelir. Bu şekilde, hidrojen çekirdeği, yeterli sıcaklık ve basınç koşullarına ulaşıldığında, sırayla karbon çekirdeği ile kaynaşabilen helyum çekirdeğine kaynaşabilir.

Başlangıçta evren o kadar sıcak ve yoğundu ki, serbest kuarklardan - proton ve nötronların bileşenleri - elektronlar ve radyasyondan başka bir şey içermiyordu. Saniyenin milyonda biri sonra kuarklar bariyerlere karışmaya başladı: protonlar ve nötronlar. Büyük Patlama'dan sonraki ilk yirmi dakika boyunca, evrenin sıcaklığı havadan daha büyük bir yoğunluğa sahip, en parlak yıldızların ortasındaki sıcaklığı aştı. Bu dönemde, protonlar ve nötronlar daha büyük çekirdekler oluşturmak için enerjisel olarak çarpıştı: döteryum ve iki helyum izotopları. Evrendeki tüm maddenin yüzde 25'i, yaklaşık yüzde 75 hidrojenle birlikte, helyum haline getirildi, bunun yanında iz miktarları lityum gibi daha ağır elementlerle doldu. Bu, kimyasal elementlerin mevcut gün oranına benzer.

İlk Yıldızlar, Büyük Patlama'dan yaklaşık 300 milyon yıl sonra oluşmuş ve yıldız nükleosentezi adı verilen başka bir nükleosentez biçimi başlatmıştır. Yıldız nükleosentezinde, bir yıldızın merkezindeki büyük oranda sıkıştırılmış madde nükleer füzyona maruz kalır, büyük miktarda enerji açığa çıkarır ve yıldızı çökertmek için hareket eden yerçekimi kuvvetlerini dengeler. Bu sürekli patlayan H-bombası olarak düşünülebilir. Periyodik tablodaki demire kadar olan elementler, yıldız nükleosentezinde oluşturulur.

Demirden daha ağır olan bir element oluşturmak için başka tür bir nükleosentez, süpernova nükleosentezi gerekir. Süpernova, çekirdeklerinde tüm nükleer yakıtlarını tükettikten sonra yıldızlar feci bir şekilde çöktüğünde meydana gelir. Yıldızın atmosferik zarfı yerçekimi nedeniyle içe doğru çökerek neredeyse sıkıştırılamaz "elektron dejenere" maddeden yapılmış bir çekirdeği sıçradı. Bu ani sıçrama sırasında, yıldızın malzemesinin yüzde bir kısmı neredeyse anında daha ağır elementlere kaynaşır. Bu, süpernova'nın ev sahibi galaksisini günler veya haftalar boyunca gölgede bırakması için yeterli miktarda enerji açığa çıkarır. Demirden daha ağır olan elementler bu inanılmaz enerjik kozmik olay sırasında sentezlenir.