Hvor mange kemiske elementer er der?

Et kemisk element er en type atom, som brint eller ilt.Fra 2011 var der observeret 118 elementer, hvor 98 af disse forekommer naturligt på Jorden.20 elementer oprettes kunstigt i atomreaktorer eller partikelacceleratoreksperimenter.Det første syntetiske element, der blev oprettet i betydelige mængder, var plutonium, element 94. Plutonium er også det tyngste atom, der findes naturligt på Jorden.Med en halveringstid på kun 80 millioner år forekommer plutonium i ekstremt små mængder i uranmalm.

Nuværende kemiske elementer kommer fra en af tre kilder: supernova-nukleosyntese, stellar nukleosyntese og big bang nukleosyntese.Nukleosyntese opstår, når atomkerner presses sammen så tæt og ved så høj varme, at de overvinder den gensidige frastødning af deres elektronskaller og producerer tungere kerner.På denne måde kan hydrogenkerner smeltes sammen i heliumkerner, som igen kan smelte sammen til kulstofkerner, hvis der opnås betingelser med tilstrækkelig temperatur og tryk.

I begyndelsen var universet så varmt og tæt, at det bestod af intet andet end gratis kvarker mdash;bestanddelene af protoner og neutroner mdash;Elektroner og stråling.Efter en milliondel af et sekund begyndte kvarker at smelte sammen til baryoner: protoner og neutroner.I de første tyve minutter efter big bang overskred universets temperatur, at i midten af de lyseste stjerner, med en densitet større end luft.I denne periode kolliderede protoner og neutroner energisk for at danne større kerner: deuterium og to isotoper af helium.25 procent af alt sagen i universet blev omdannet til helium med ca. 75 procent brint sammen med spormængder af tungere elementer såsom lithium.Dette svarer til det nuværende forhold mellem kemiske elementer.

De første stjerner dannede omkring 300 millioner år efter Big Bang, der indledte en anden form for nukleosyntese kaldet Stellar Nucleosynthesis.I stjernernes nukleosyntese gennemgår komprimeret stof i midten af en stjerne nuklear fusion og frigiver store mængder energi og afbalancerer tyngdekraften, der handler for at kollapse stjernen.Dette kan betragtes som en kontinuerligt eksploderende H-bombe.Elementer op til strygning på det periodiske tabel dannes i stjernernes nukleosyntese.

For at skabe et element, der er tungere end jern kræver en anden type nukleosytese, supernova nukleosyntese.Supernovaer forekommer, når stjerner kollapser katastrofalt efter at have indtaget alt deres nukleare brændstof i deres kerner.Stjernens atmosfæriske konvolut kollapser indad på grund af tyngdekraften og hopper af en kerne lavet af næsten ukomprimerbar elektrondegenereret stof.Under denne pludselige hopp smeltes flere procent af stjernematerialet næsten øjeblikkeligt i tungere elementer.Dette frigiver nok energi til, at Supernova kan overgå sin værtsgalakse i dage eller uger.Elementer, der er tungere end jern, syntetiseres under denne utroligt energiske kosmiske begivenhed.