Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии
Химия земли



Яндекс.Метрика

Вещества Солнца и звезд

Вещества Солнца и звезд пока недоступны для непосредственного химического анализа. Тем не менее о составе наружных оболочек звезд мы знаем значительно больше, чем о внутренних частях нашей планеты. Более ста лет назад немецкие ученые Г. Кирхгоф и Р. Бунзен открыли метод спектрального анализа. Это. позволило приступить к исследованию состава небесных тел. Вскоре были сделаны интересные открытия. Французский астроном О. Жансен в 1868 г. при изучении спектра солнечной атмосферы обнаружил химический элемент, неизвестный на Земле. Этот элемент был назван в честь Солнца гелием (по греч. «Солнце» — Гелиос). На Земле этот элемент был обнаружен почти тридцать лет спустя.
Изучение спектров звезд, начатое в прошлом веке, позволило ученым установить распространение химических элементов в космосе. Оказалось, что вселенная состоит в основном из водорода (75%) и гелия (24%). Все остальные химические элементы в сумме составляют около 1%. Сюда относятся все элементы, известные на Земле, и даже такие, которые получены искусственно. Распространение химических элементов в галактике показано на рисунке, который построен так же, как график А. Е. Ферсмана. Итак, основную массу космического вещества образуют два химических элемента, атомы которых имеют простое строение: водород и гелий.
После них наиболее распространены углерод, азот, кислород, неон, натрий, магний, алюминий, кремний и железо, т. е. элементы, порядковый номер которых по таблице Д. И. Менделеева не превышает 27. Элементы с четными порядковыми номерами более распространены, чем с нечетными. Это связано с тем, что ядра, Состоящие из четного числа протонов и четного числа нейтронов, обладают высокой устойчивостью.
Изучение состава доступной нашим наблюдениям части вселенной (галактики) позволяет сделать вывод, что главные закономерности изменения кларков химических элементов связаны со строением ядер и с процессами их образования.
Наиболее распространенной термоядерной реакцией является превращение водорода в гелий. Преобразование ядер водорода в ядра гелия сопровождается выделением огромной энергии. По мнению американского ученого О. Струве, весь свет, который исходит от звезд, возникает в результате этого процесса.
Литий, бериллий и бор образуются иначе — в магнитных полях огромной интенсивности под воздействием быстро движущихся электронов. Такие условия предполагаются в «звездных пятнах» или при образовании сверхновых звезд. Эти элементы очень неустойчивы под воздействием ядер водорода. Поэтому при термоядерных реакциях они «сгорают», превращаясь в гелий. В результате этого значения кларков лития, бериллия и бора малы не только для земной коры, но и для всей нашей галактики. Процесс термоядерного разрушения этих элементов может быть использован для определения относительной молодости звезд. Например, по содержанию лития, по степени его «выгорания» ученые судят о возрасте звезды.
Синтез ядер не останавливается на образовании гелия. Этот элемент может «сгорать» с образованием ядер углерода, кислорода, неона, которые в результате захвата ядер гелия преобразуются в ядра магния, кремния, серы, аргона и кальция. Эти реакции происходят только в наиболее массивных звездах. Образование более тяжелых ядер, содержащих большое число нуклонов, может происходить при последовательном захвате нейтронов.
Особую группу составляют самые тяжелые и наиболее сложно устроенные ядра. Начиная с полония (№ 84), элементы радиоактивны. Их ядра непрерывно разрушаются, превращаясь в стабильные. Самопроизвольный радиоактивный распад можно рассматривать как неустойчивость ядер в данных условиях. Самые неустойчивые ядра давно разрушились и в земной коре отсутствуют.
Таким образом, синтез ядер происходит как за счет усложнения более просто устроенных ядер атомов легких химических элементов, так и в результате распада тяжелых ядер. Расчеты показали, что энергетически выгодно образование не легких и не тяжелых ядер, а отвечающих средним порядковым номерам таблицы Д. И. Менделеева. С этим связывают высокий кларк железа (№ 26).
Происходит ли сейчас образование атомов всех химических элементов, вернее, их ядер? На этот вопрос пока нет однозначного ответа. Одни ученые считают, что ядра возникли в особых условиях колоссального сгущения вещества при чрезвычайно сильном возрастании давления и температуры. По их мнению, произошла космическая катастрофа невероятной мощности, а химические элементы представляют собой «золу космического ядерного пожара. Другие ученые думают, что синтез ядер атомов химических элементов осуществлялся неоднократно в результате резкого возрастания интенсивности ядерных процессов, например при вспышках (взрывах) сверхновых звезд.
Таковы современные представления о распространении химических элементов в доступной нашим наблюдениям части вселенной. Имеющиеся данные подтверждают вывод о том, что распространение атомов в природе определяется строением их ядер. Но это справедливо лишь для очень крупных космических систем, таких, как галактика, солнечная система. В более мелких природных телах, например в отдельных оболочках нашей планеты, могут быть отклонения.


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100


Интересное



 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.