元素周期表中的元素到底是咋来的?

在我们上初中化学课时,我们城市接触元素周期表,甚至良多人还能背下来前20号元素。现实上,元素周期表在200多年前就已经有了,被誉为近代化学之父的拉瓦锡就曾经写出了他的元素周期表版本,也是人类史上第一份元素周期表。后来,又有一些人给出一些其他的版本。好比:已经很是接近元素周期表的纽兰兹的“元素八乐律”周期表。

在我们上初中化学课时,我们城市接触元素周期表,甚至良多人还能背下来前20号元素。现实上,元素周期表在200多年前就已经有了,被誉为近代化学之父的拉瓦锡就曾经写出了他的元素周期表版本,也是人类史上第一份元素周期表。后来,又有一些人给出一些其他的版本。好比:已经很是接近元素周期表的纽兰兹的“元素八乐律”周期表。

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后来,我们也知道门捷拉夫拿出了一个更好的版本,这也是现在元素周期标的原型之一。可是问题来了,您有没有想过,元素周期表中的元素到底是咋来的?

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这篇文章我们就来唠一唠这个话题。现实上,元素的发源和宇宙的发源、演化以及各类天体的演化有关,我们大致可以分为三段:宇宙大爆炸,恒星演化,超新星爆炸和中子星归并。

宇宙大爆炸

我们都知道,元素周期表中,氢元素和氦元素是排名最靠前的两个元素,它们也是宇宙中含量最高的元素。所有的氢元素和一部门的氦元素几乎和宇宙同龄。

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按照今朝的科学研究发现,在138亿年前,发生了一场大爆炸。这场爆炸是我们这个宇宙的起点,时候、空间、能量、物质就是从这场大爆炸中发生的。

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在宇宙大爆炸的早期,温度出格高,宇宙中本家儿如果高能电磁波,它们之间会互相碰撞和湮灭,然后发生正反粒子,好比:正反质子,正负电子等等。然后,每10亿对正反粒子还会发生湮灭,留下一个正物质粒子,这也是为什么现在的宇宙本家儿如果正物质所本家儿导的原因。

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在这之后,宇宙中留下了大量的质子、中子和电子,乱当作了一锅粥,这被称为等离子态,各类粒子混在一路,连光子都没有可以或许解脱。因为中子的质量比力大以及只有中子不不变,是以,形当作的中子并没有质子那么多。

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到了宇宙大爆炸之后38万年,宇宙的温度降到了3000开尔文,这时辰光子起头在宇宙中传布,除此之外,原子布局也得以形当作。一个质子和一个电子可以形当作一个氢原子,而两个质子、两个个中子和两个电子可以当作一个氦原子。科学家经由过程理论计较可以获得,氢原子和氦原子的比例是3:1。也就是说,此时宇宙中本家儿如果氢元素和氦元素。那比氦元素的原子叙说更高的元素是从哪里来的呢?

恒星演化

我们都知道,太阳属于恒星,恒星是宇宙中的灯塔,它们可以源源不竭地标的目的外释放能量。而它们的能量来历是热核聚变反映。就像上文说到的,宇宙中本家儿如果氢和氦。是以,恒星的本家儿要组成物质是氢和氦。因为恒星的质量出格大,举个例子,太阳的质量就占有了整个太阳系总质量的99.86%,是太阳系绝对的霸本家儿。

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因为恒星的质量超等大,所以恒星的引力出格大,在引力的感化下,恒星的内核会受到庞大的压力,使得内核呈现等离子态。在量子隧穿效应和弱力的感化下,氢原子核的热核聚变反映就可以发生,这个过程中4个氢原子核介入反映,最终生当作氦-4原子核。在整个过程中,有两条路径别离称为质子-质子反映链和碳氮氧轮回。(下面,一:就是质子-质子反映链,二:是碳氮氧轮回。)

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当恒星内核的氢原子核烧得差不多后,恒星的内核会在引力的感化下极端坍缩,只要质量足够大,就有可能促发氦原子核的核聚变反映,生当作碳元素和氧元素。太阳就只能进行到这一步最终当作为一颗白矮星,然后就会逐渐凉透。

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但只要质量足够大,核聚变反映就可以一向进行下去,一向到铁元素。这是因为铁原子核是宇宙中最不变的原子核,连系能最大。说白了就是您要掰开铁原子核是最难的。这也就使得要促发铁原子核的核聚变反映很难。这个过程是一个吸能的过程,也就是说,铁原子核的核聚变反映非但没有发生大量能量,相反需要输入大量的能量。

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一般来说,良多恒星的核聚变反映城市停在铁元素之前,尤其是质量超等大的恒星,在演化的末期,几乎每一层城市发生大量分歧的元素。也就是说,恒星制造了一部门的氦元素以及大量铁元素以及比铁元素原子序数小的元素。是以,恒星也被称为元素炼丹炉。那么问题来了,比铁元素元更大的元素是如何发生的呢?

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超新星爆炸和中子星归并

固然铁原子核的核聚变反映很难进行,可是在宇宙中仍是存在一些恒星可以触发铁原子核的核聚变反映。这些恒星的质量一般都大于8倍太阳质量,被称为特大质量恒星。它们的引力庞大,可以供给促发铁原子核的核聚变反映所需要的能量。但铁原子核的核聚变反映被促发,恒星就会发生超新星爆炸。

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在超新星爆炸过程中,就会发生一些原子序数高于铁元素的元素。可是并不是说所有的原子序数高于铁元素的元素都是依靠超新星爆炸来发生。科学家还发现,超新星爆炸之后的恒星有可能会当作为一颗中子星或者黑洞。而中子星有极其偶尔的机遇发生归并,在归并的过程中,也会发生很多原子序数出格大的元素,好比:金和银本家儿要就是在中子星归并过程中发生的。

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总结

以上就是元素的本家儿要来历,我们来总结一下:

氢元素和一部门氦元素降生于宇宙大爆炸的早期;

原子序数小于等于铁元素的元素本家儿如果经由过程恒星内核的核聚变反映获得;

原子序数大于铁元素的元素本家儿如果依靠中子星归并获得。

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  • 发表于 2020-08-25 02:00
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