Combien d'éléments chimiques y a-t-il?

Un élément chimique est un type d'atome, comme l'hydrogène ou l'oxygène.En 2011, 118 éléments avaient été observés, 98 d'entre eux se produisant naturellement sur Terre.20 éléments sont créés artificiellement dans des réacteurs nucléaires ou des expériences d'accélérateur de particules.Le premier élément synthétique à créer en quantités substantiels était le plutonium, l'élément 94. Le plutonium est également l'atome le plus lourd trouvé naturellement sur Terre.Avec une demi-vie de seulement 80 millions d'années, le plutonium se produit en quantités extrêmement petites dans les minerais d'uranium.

Les éléments chimiques actuels proviennent de l'une des trois sources: la nucléosynthèse de supernova, la nucléosynthèse stellaire et la nucléosynthèse du Big Bang.La nucléosynthèse se produit lorsque les noyaux atomiques sont pressés ensemble si étroitement et à une chaleur aussi élevée qu'ils surmontent la répulsion mutuelle de leurs coquilles d'électrons et produisent des noyaux plus lourds.De cette façon, les noyaux d'hydrogène peuvent être fusionnés en noyaux d'hélium, qui peuvent à leur tour fusionner en noyaux de carbone, si des conditions de température et de pression suffisantes sont atteintes.

Au début, l'univers était si chaud et dense qu'il ne consistait que des quarks libres mdash;les constituants des protons et des neutrons mdash;électrons et rayonnement.Après un millionième de seconde, les quarks ont commencé à fusionner en baryons: protons et neutrons.Pendant les vingt premières minutes après le Big Bang, la température de l'univers a dépassé cela au centre des étoiles les plus brillantes, avec une densité supérieure à l'air.Au cours de cette période, les protons et les neutrons sont entrés en collision énergétiquement pour former des noyaux plus grands: le deutérium et deux isotopes de l'hélium.25% de toute la question dans l'univers a été convertie en hélium, avec environ 75% d'hydrogène, ainsi que des traces d'éléments plus lourds tels que le lithium.Ceci est similaire au rapport actuel des éléments chimiques.

Les premières étoiles se sont formées environ 300 millions d'années après le Big Bang, initiant une autre forme de nucléosynthèse appelée nucléosynthèse stellaire.Dans la nucléosynthèse stellaire, une matière très compactée au centre d'une étoile subit une fusion nucléaire, libérant de grandes quantités d'énergie et équilibrant les forces de gravité agissant pour effondrer l'étoile.Cela peut être considéré comme une bombe H explosive continue.Des éléments jusqu'au fer sur le tableau périodique sont formés dans une nucléosynthèse stellaire.

Pour créer un élément plus lourd que le fer nécessite un autre type de nucléosythèse, la nucléosynthèse de supernova.Les supernovae se produisent lorsque les étoiles s'effondrent catastrophiquement après avoir consommé tout leur combustible nucléaire dans leurs noyaux.L'enveloppe atmosphérique de l'étoile s'effondre vers l'intérieur en raison de la gravité, rebondissant sur un noyau composé de matière dégénérée électronique presque incompressible.Au cours de ce rebond brusque, plusieurs pour cent du matériel des étoiles est fusionné en éléments plus lourds presque instantanément.Cela libère suffisamment d'énergie pour que la supernova surpasse sa galaxie hôte pendant des jours ou des semaines.Les éléments plus lourds que le fer sont synthétisés lors de cet événement cosmique incroyablement énergique.