เพราะเหตุใดตามจำนวนอะตอมในโลก อะตอมมาจากไหน?

องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลกถูกกำหนดโดยอาศัยผลการวิเคราะห์ตัวอย่างหินและแร่ธาตุจำนวนมากที่มายังพื้นผิวโลกในระหว่างกระบวนการก่อตัวเป็นภูเขา รวมถึงที่นำมาจากงานเหมืองและหลุมเจาะลึก

ปัจจุบันมีการศึกษาเปลือกโลกที่ระดับความลึก 15-20 กม. ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของหิน

แพร่หลายมากที่สุดใน เปลือกโลกมีธาตุ 46 ธาตุ โดย 8 ธาตุคิดเป็น 97.2-98.8% ของมวล, 2 ธาตุ (ออกซิเจนและซิลิคอน) คิดเป็น 75% ของมวลโลก

องค์ประกอบ 13 ประการแรก (ยกเว้นไทเทเนียม) ซึ่งส่วนใหญ่มักพบในเปลือกโลก เป็นส่วนหนึ่งของอินทรียวัตถุของพืช มีส่วนร่วมในกระบวนการที่สำคัญทั้งหมด และมีบทบาทสำคัญในความอุดมสมบูรณ์ของดิน จำนวนมากองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง ปฏิกริยาเคมีในบาดาลของโลกทำให้เกิดสารประกอบหลากหลายชนิด องค์ประกอบทางเคมีที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกนั้นพบได้ในแร่ธาตุหลายชนิด (ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินที่แตกต่างกัน)

แยก องค์ประกอบทางเคมีกระจายอยู่ในธรณีสเฟียร์ดังนี้: ออกซิเจนและไฮโดรเจนเติมเต็มไฮโดรสเฟียร์; ออกซิเจน ไฮโดรเจน และคาร์บอนเป็นพื้นฐานของชีวมณฑล ออกซิเจน ไฮโดรเจน ซิลิคอน และอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลักของดินเหนียวและทรายหรือผลิตภัณฑ์จากการผุกร่อน (ส่วนใหญ่ประกอบขึ้นเป็นส่วนบนของเปลือกโลก)

องค์ประกอบทางเคมีในธรรมชาติพบได้ในสารประกอบหลายชนิดที่เรียกว่าแร่ธาตุ เหล่านี้เป็นสารเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันของเปลือกโลกซึ่งเกิดขึ้นจากกระบวนการทางเคมีฟิสิกส์หรือชีวเคมีที่ซับซ้อน เช่น เกลือสินเธาว์ (NaCl) ยิปซั่ม (CaS04*2H20) ออร์โธเคลส (K2Al2Si6016)

ในธรรมชาติ องค์ประกอบทางเคมีมีส่วนไม่เท่ากันในการก่อตัวของแร่ธาตุต่างๆ ตัวอย่างเช่น ซิลิคอน (Si) เป็นส่วนประกอบของแร่ธาตุมากกว่า 600 ชนิด และยังพบได้ทั่วไปในรูปของออกไซด์อีกด้วย ซัลเฟอร์ก่อตัวได้มากถึง 600 สารประกอบ, แคลเซียม - 300, แมกนีเซียม -200, แมงกานีส - 150, โบรอน - 80, โพแทสเซียม - มากถึง 75, รู้จักสารประกอบลิเธียมเพียง 10 ชนิดเท่านั้นและยังมีสารประกอบไอโอดีนน้อยกว่าด้วยซ้ำ

ในบรรดาแร่ธาตุที่รู้จักกันดีที่สุดในเปลือกโลก เฟลด์สปาร์กลุ่มใหญ่ที่มีองค์ประกอบหลักสามองค์ประกอบมีอิทธิพลเหนือกว่า ได้แก่ K, Na และ Ca ในหินที่ก่อตัวเป็นดินและผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อนจากสภาพดินฟ้าอากาศ เฟลด์สปาร์จะครองตำแหน่งสำคัญ เฟลด์สปาร์จะค่อยๆ ผุกร่อน (สลายตัว) และเพิ่มคุณค่าให้กับดินด้วย K, Na, Ca, Mg, Fe และสารเถ้าอื่น ๆ รวมถึงองค์ประกอบขนาดเล็ก

หมายเลขคลาร์ก- ตัวเลขแสดงปริมาณเฉลี่ยขององค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์ โลก ร่างกายของจักรวาล, ระบบธรณีเคมีหรือคอสโมเคมี ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องกับ มวลรวมระบบนี้ แสดงเป็น % หรือ g/kg

ประเภทของคลาร์ก

มีน้ำหนัก (%, g/t หรือ g/g) และคลาร์กอะตอม (% ของจำนวนอะตอม) สรุปข้อมูลบน องค์ประกอบทางเคมีการศึกษาหินต่าง ๆ ที่ประกอบเป็นเปลือกโลกโดยคำนึงถึงการกระจายตัวของมันไปยังความลึก 16 กม. ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน F.W. Clark (1889) ตัวเลขที่เขาได้รับเป็นเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบทางเคมีในองค์ประกอบของเปลือกโลก ซึ่งต่อมาได้รับการขัดเกลาบางส่วนโดย A.E. Fersman ตามคำแนะนำของฝ่ายหลัง เรียกว่า ตัวเลขคลาร์ก หรือ คลาร์กส์

โครงสร้างโมเลกุล. คุณสมบัติทางไฟฟ้า ทางแสง แม่เหล็ก และคุณสมบัติอื่นๆ ของโมเลกุลเกี่ยวข้องกับฟังก์ชันคลื่นและพลังงานของสถานะต่างๆ ของโมเลกุล สเปกตรัมโมเลกุลให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของโมเลกุลและความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนแปลงระหว่างโมเลกุลเหล่านั้น

ความถี่การสั่นสะเทือนในสเปกตรัมถูกกำหนดโดยมวลของอะตอม ตำแหน่งของพวกมัน และพลวัตของปฏิกิริยาระหว่างอะตอม ความถี่ในสเปกตรัมขึ้นอยู่กับโมเมนต์ความเฉื่อยของโมเลกุลซึ่งการกำหนดจากข้อมูลสเปกโทรสโกปีช่วยให้สามารถรับค่าที่แม่นยำของระยะห่างระหว่างอะตอมในโมเลกุล จำนวนเส้นและแถบทั้งหมดในสเปกตรัมการสั่นของโมเลกุลขึ้นอยู่กับความสมมาตรของมัน

การเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ในโมเลกุลจะแสดงลักษณะโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์และสถานะของพันธะเคมี สเปกตรัมของโมเลกุลที่มีจำนวนพันธะมากกว่านั้นมีลักษณะเฉพาะคือแถบดูดกลืนคลื่นยาวที่ตกในบริเวณที่มองเห็นได้ สารที่สร้างขึ้นจากโมเลกุลดังกล่าวมีลักษณะเป็นสี สารเหล่านี้รวมถึงสีย้อมอินทรีย์ทั้งหมด

ไอออนอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอน ไอออนจึงเกิดขึ้น - อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมซึ่งจำนวนอิเล็กตรอนไม่เท่ากับจำนวนโปรตอน หากไอออนประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบมากกว่าอนุภาคที่มีประจุบวก ไอออนดังกล่าวจะเรียกว่าประจุลบ มิฉะนั้นจะเรียกว่าไอออนบวก ไอออนมีอยู่ทั่วไปในสสาร ตัวอย่างเช่น พบได้ในโลหะทุกชนิดโดยไม่มีข้อยกเว้น เหตุผลก็คืออิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าจากอะตอมของโลหะแต่ละอะตอมถูกแยกออกจากกันและเคลื่อนที่ภายในโลหะ ก่อตัวเป็นก๊าซอิเล็กตรอน เป็นเพราะการสูญเสียอิเล็กตรอน ซึ่งก็คืออนุภาคลบ อะตอมของโลหะจึงกลายเป็นไอออนบวก สิ่งนี้ใช้ได้กับโลหะในทุกสถานะ ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ

ตาข่ายคริสตัลจำลองการจัดเรียงไอออนบวกภายในคริสตัลของสสารโลหะที่เป็นเนื้อเดียวกัน

เป็นที่ทราบกันดีว่าในสถานะของแข็งโลหะทั้งหมดเป็นผลึก ไอออนของโลหะทุกชนิดถูกจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบจนกลายเป็นโครงตาข่ายคริสตัล ในโลหะหลอมเหลวและระเหย (ก๊าซ) ไม่มีการจัดเรียงไอออนตามลำดับ แต่ก๊าซอิเล็กตรอนยังคงอยู่ระหว่างไอออน

ไอโซโทป- อะตอม (และนิวเคลียส) ขององค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม (ลำดับ) เหมือนกัน แต่ในขณะเดียวกันก็มีเลขมวลต่างกัน ชื่อนี้เกิดจากการที่ไอโซโทปทั้งหมดของอะตอมหนึ่งถูกวางไว้ในตำแหน่งเดียวกัน (ในเซลล์เดียว) ของตารางธาตุ คุณสมบัติทางเคมีอะตอมขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกมัน เปลือกอิเล็กตรอนซึ่งในทางกลับกันถูกกำหนดโดยประจุของนิวเคลียส Z เป็นหลัก (นั่นคือจำนวนโปรตอนในนั้น) และแทบจะไม่ขึ้นอยู่กับเลขมวล A ของมัน (นั่นคือจำนวนโปรตอน Z และนิวตรอนทั้งหมด ญ) ไอโซโทปทั้งหมดของธาตุชนิดเดียวกันมีประจุนิวเคลียร์เท่ากัน โดยต่างกันเพียงจำนวนนิวตรอนเท่านั้น โดยทั่วไป ไอโซโทปจะถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีที่เป็นของไอโซโทปนั้น โดยเติมส่วนต่อท้ายด้านซ้ายบนเพื่อระบุเลขมวล คุณยังสามารถเขียนชื่อขององค์ประกอบตามด้วยเลขมวลที่มีการใส่ยัติภังค์ได้ ไอโซโทปบางชนิดมีชื่อเฉพาะแบบดั้งเดิม (เช่น ดิวเทอเรียม แอกตินอน)

ไฮโดรเจน (H) มีมาก เคมีแสงโดยมีเนื้อหาอยู่ในเปลือกโลก 0.9% โดยน้ำหนัก และในน้ำ 11.19%

ลักษณะของไฮโดรเจน

เป็นก๊าซชนิดแรกในบรรดาก๊าซที่มีความสว่าง ที่ สภาวะปกติไม่มีรส ไม่มีสี และไม่มีกลิ่นอย่างแน่นอน เมื่อมันเข้าสู่เทอร์โมสเฟียร์ มันจะบินออกไปในอวกาศเนื่องจากมีน้ำหนักเบา

ในจักรวาลนี้เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีจำนวนมากที่สุด (75% ของมวลสารทั้งหมด) มากจนมีดาวมากมาย นอกโลกประกอบด้วยมันทั้งหมด ตัวอย่างเช่นดวงอาทิตย์ ส่วนประกอบหลักคือไฮโดรเจน และความร้อนและแสงเป็นผลมาจากการปล่อยพลังงานเมื่อนิวเคลียสของวัสดุมารวมกัน นอกจากนี้ในอวกาศยังมีเมฆทั้งโมเลกุลที่มีขนาด ความหนาแน่น และอุณหภูมิต่างกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

อุณหภูมิและความดันสูงจะเปลี่ยนคุณสมบัติอย่างมีนัยสำคัญ แต่ภายใต้สภาวะปกติจะ:

มีค่าการนำความร้อนสูงเมื่อเปรียบเทียบกับก๊าซชนิดอื่น

ปลอดสารพิษและละลายได้ไม่ดีในน้ำ

ด้วยความหนาแน่น 0.0899 กรัม/ลิตร ที่ 0°C และ 1 atm.

กลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ -252.8°C

จะแข็งตัวที่อุณหภูมิ -259.1°C.

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ 120.9.106 J/kg.

จำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลวหรือของแข็ง ความดันสูงและมาก อุณหภูมิต่ำ. ในสถานะของเหลว จะเป็นของเหลวและแสง

คุณสมบัติทางเคมี

ภายใต้ความกดดันและเมื่อเย็นลง (-252.87 องศาเซลเซียส) ไฮโดรเจนจะมีสถานะเป็นของเหลว ซึ่งมีน้ำหนักเบากว่าอะนาล็อกใดๆ ใช้พื้นที่น้อยกว่าในรูปก๊าซ

มันเป็นอโลหะทั่วไป ในห้องปฏิบัติการ มันถูกผลิตโดยการทำปฏิกิริยาโลหะ (เช่นสังกะสีหรือเหล็ก) กับกรดเจือจาง ภายใต้สภาวะปกติ สารจะไม่ทำงานและทำปฏิกิริยากับสารที่ไม่ใช่โลหะเท่านั้น ไฮโดรเจนสามารถแยกออกซิเจนออกจากออกไซด์ และลดโลหะออกจากสารประกอบได้ มันและสารผสมทำให้เกิดพันธะไฮโดรเจนกับธาตุบางชนิด

ก๊าซละลายได้ดีในเอธานอลและโลหะหลายชนิด โดยเฉพาะแพลเลเดียม เงินไม่ละลายมัน ไฮโดรเจนสามารถออกซิไดซ์ได้ในระหว่างการเผาไหม้ในออกซิเจนหรืออากาศ และเมื่อทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน

เมื่อรวมกับออกซิเจนจะเกิดน้ำขึ้น หากอุณหภูมิเป็นปกติ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ หากอุณหภูมิสูงกว่า 550°C จะระเบิด (กลายเป็นก๊าซระเบิด)

การค้นหาไฮโดรเจนในธรรมชาติ

แม้ว่าโลกของเราจะมีไฮโดรเจนอยู่มากมาย แต่ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะพบในรูปแบบบริสุทธิ์ เพียงเล็กน้อยสามารถพบได้ในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ ระหว่างการผลิตน้ำมัน และบริเวณที่อินทรียวัตถุสลายตัว

มากกว่าครึ่งหนึ่งของปริมาณทั้งหมดอยู่ในองค์ประกอบที่มีน้ำ นอกจากนี้ยังรวมอยู่ในโครงสร้างของน้ำมัน ดินเหนียวต่างๆ ก๊าซไวไฟ สัตว์ และพืช (การมีอยู่ในทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตคือ 50% ตามจำนวนอะตอม)

วัฏจักรไฮโดรเจนในธรรมชาติ

ทุกปี ซากพืชจำนวนมหาศาล (พันล้านตัน) จะสลายตัวในแหล่งน้ำและดิน และการสลายตัวนี้จะปล่อยไฮโดรเจนจำนวนมากออกสู่ชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้มันยังถูกปล่อยออกมาในระหว่างการหมักที่เกิดจากแบคทีเรีย การเผาไหม้ และมีส่วนร่วมในวัฏจักรของน้ำร่วมกับออกซิเจน

การใช้งานไฮโดรเจน

มนุษยชาติใช้องค์ประกอบนี้อย่างแข็งขันในกิจกรรมของมัน ดังนั้นเราจึงได้เรียนรู้ที่จะได้รับมันในระดับอุตสาหกรรมเพื่อ:

อุตุนิยมวิทยา การผลิตสารเคมี

การผลิตเนยเทียม

เป็นเชื้อเพลิงจรวด (ไฮโดรเจนเหลว);

อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเพื่อทำความเย็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

การเชื่อมและตัดโลหะ

ไฮโดรเจนจำนวนมากถูกใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซินสังเคราะห์ (เพื่อปรับปรุงคุณภาพของเชื้อเพลิงคุณภาพต่ำ) แอมโมเนีย ไฮโดรเจนคลอไรด์ แอลกอฮอล์ และวัสดุอื่นๆ พลังงานนิวเคลียร์ใช้ไอโซโทปของมันอย่างแข็งขัน

ยา "ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์" ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะวิทยา อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษ สำหรับการฟอกผ้าลินินและผ้าฝ้าย สำหรับการผลิตสีย้อมผมและเครื่องสำอาง โพลีเมอร์ และในทางการแพทย์เพื่อรักษาบาดแผล

ธรรมชาติ "ระเบิด" ของก๊าซนี้อาจกลายเป็นอาวุธร้ายแรงได้ - ระเบิดไฮโดรเจน การระเบิดของมันมาพร้อมกับการปล่อย จำนวนมากสารกัมมันตภาพรังสีและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

การสัมผัสไฮโดรเจนเหลวกับผิวหนังอาจทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองอย่างรุนแรงและเจ็บปวดได้

องค์ประกอบองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตและ OM ของเชื้อเพลิงฟอสซิล

เชื้อเพลิงฟอสซิลมีธาตุเดียวกับสารของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นธาตุจึงมี คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส เรียกว่าหรือ ไบโอเจนิกหรือไบโอฟิลิกหรือออร์แกนิก.

ไฮโดรเจน คาร์บอน ออกซิเจน และไนโตรเจนเป็นสาเหตุ มากกว่า 99%ทั้งมวลและจำนวนอะตอมที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมด นอกจากนั้นยังสามารถมีความเข้มข้นในสิ่งมีชีวิตในปริมาณมากอีกด้วย

แท้จริง องค์ประกอบทางเคมี 20-22 12 องค์ประกอบคิดเป็น 99.29% ส่วนที่เหลือ 0.71%

ความชุกในอวกาศ: H, He, C, N.

มากถึง 50% - C, มากถึง 20% - O, มากถึง 8% - H, 10-15% - N, 2-6% - P, 1% - S, 1% - K, ½% - Mg และ Ca, 0 .2% - Fe ในปริมาณการติดตาม - Na, Mn, Cu, Zn

โครงสร้างอะตอม ไอโซโทป การกระจายตัวของไฮโดรเจน ออกซิเจน ซัลเฟอร์ และไนโตรเจนในเปลือกโลก

ไฮโดรเจน - องค์ประกอบหลักของจักรวาลซึ่งเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดของจักรวาล . สารเคมี el-t กลุ่ม 1 เลขอะตอม 1 มวลอะตอม 1.0079. ในฉบับสมัยใหม่ของตารางธาตุ H ก็อยู่ในนั้นด้วย กลุ่มที่ 7มากกว่า F เนื่องจากคุณสมบัติบางอย่างของ H มีความคล้ายคลึงกับคุณสมบัติของฮาโลเจน รู้จักไอโซโทปของ H สามไอโซโทป สองไอโซโทปที่เสถียรคือ โปรเทียม 1 H - P (99.985%) ดิวทีเรียม 2 H - D (0.015%) และกัมมันตภาพรังสีหนึ่งอันคือไอโซโทป 3 H - T, T 1/2 = 12.262 ปี ได้รับมาอีกอย่างหนึ่ง - ไอโซโทปที่ไม่เสถียรอย่างยิ่งที่สี่ - 4 H. ในการแยก P และ D ใน สภาพธรรมชาติการระเหยมีบทบาทหลัก อย่างไรก็ตาม มวลของน้ำในมหาสมุทรโลกมีขนาดใหญ่มากจนปริมาณดิวทีเรียมในนั้นเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ในประเทศเขตร้อน ปริมาณดิวทีเรียมในการตกตะกอนจะสูงกว่าในเขตขั้วโลก ในสถานะอิสระ H เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น เบาที่สุดในบรรดาก๊าซทั้งหมด เบากว่าอากาศถึง 14.4 เท่า H กลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ -252.6°C ของแข็งที่ -259.1°C H เป็นตัวรีดิวซ์ที่ดีเยี่ยม เผาไหม้ใน O ด้วยเปลวไฟที่ไม่ส่องสว่างทำให้เกิดน้ำ ในเปลือกโลก H จะน้อยกว่าดวงดาวและดวงอาทิตย์มาก น้ำหนักของคลาร์กในเปลือกโลกคือ 1% ในธรรมชาติ สารประกอบเคมีแบบฟอร์ม H อิออนโควาเลนต์และ พันธะไฮโดรเจน . พันธะไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญในโพลีเมอร์ชีวภาพ (คาร์โบไฮเดรต แอลกอฮอล์ โปรตีน กรดนิวคลีอิก) และกำหนดคุณสมบัติและโครงสร้างของจีโอโพลีเมอร์เคอโรเจนและโมเลกุล GI ภายใต้เงื่อนไขบางประการ อะตอม H สามารถรวมตัวกับอะตอมอื่นอีกสองอะตอมพร้อมกันได้ ตามกฎแล้ว มันจะสร้างพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งกับหนึ่งในนั้น และพันธะที่อ่อนแอกับอีกพันธะหนึ่ง ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่า พันธะไฮโดรเจน.

ออกซิเจน - องค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก คิดเป็น 49.13% โดยมวล O มีเลขลำดับ 8 อยู่ในคาบ 2 หมู่ VI มวลอะตอม 15.9994 รู้จักไอโซโทปเสถียรสามไอโซโทปของ O - 16 O (99.759%), 17 O (0.0371%), 18 O (0.2039%) ไม่มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาวของ O เทียม ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี 15 โอ (T 1/2 = 122 วินาที) อัตราส่วนไอโซโทป 18 O/16 O ใช้สำหรับการฟื้นฟูทางธรณีวิทยา ซึ่งใน วัตถุธรรมชาติเปลี่ยน 10% จาก 1/475 เป็น 1/525 น้ำแข็งขั้วโลกมีค่าสัมประสิทธิ์ไอโซโทปต่ำสุด โดยค่าสูงสุดคือบรรยากาศ CO 2 เมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบไอโซโทป ให้ใช้ค่า วัน 18 โอซึ่งคำนวณโดยสูตร: d 18 อ‰= . ด้านหลัง มาตรฐานโดยจะใช้อัตราส่วนเฉลี่ยของไอโซโทปเหล่านี้ในน้ำทะเล ความแปรผันขององค์ประกอบไอโซโทปของ O ในน้ำถูกกำหนดโดยอุณหภูมิที่เกิดการก่อตัวของแร่ธาตุจำเพาะ ยิ่งค่า T ต่ำ การแยกส่วนไอโซโทปก็จะยิ่งเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น เชื่อกันว่าองค์ประกอบไอโซโทป O ของมหาสมุทรไม่มีการเปลี่ยนแปลงในช่วง 500 ล้านปีที่ผ่านมา ปัจจัยหลักที่กำหนดการเปลี่ยนแปลงของไอโซโทป (ความแปรผันขององค์ประกอบไอโซโทปในธรรมชาติ) คือผลกระทบทางจลน์ที่กำหนดโดยอุณหภูมิของปฏิกิริยา O ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซจะมองไม่เห็น ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น ในการทำปฏิกิริยากับอะตอมส่วนใหญ่ O มีบทบาทเป็น ออกซิไดซ์. เฉพาะในการทำปฏิกิริยากับ F เท่านั้นที่จะเป็นตัวออกซิไดซ์ O มีอยู่ใน การปรับเปลี่ยนแบบ diallotropic . อันดับแรก - โมเลกุลออกซิเจน - O 2การแก้ไขครั้งที่สอง - โอโซน - O 3,เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการปล่อยประจุไฟฟ้าในอากาศและ O บริสุทธิ์ในกระบวนการกัมมันตภาพรังสีโดยการกระทำกับ O ธรรมดา รังสีอัลตราไวโอเลต. ในธรรมชาติ โอ 3เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องภายใต้อิทธิพลของรังสียูวีในชั้นบรรยากาศชั้นบน ที่ระดับความสูงประมาณ 30-50 กม. มี "ม่านโอโซน" ที่ปิดกั้นรังสียูวีจำนวนมาก ปกป้องสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลจากผลการทำลายล้างของรังสีเหล่านี้ ที่ความเข้มข้นต่ำ โอ 3กลิ่นหอมสดชื่นแต่หากอยู่ในอากาศ มากกว่า 1% O 3มันเป็นพิษมาก .

ไนโตรเจน - กระจุกตัวอยู่ในชีวมณฑล: มีอิทธิพลเหนือชั้นบรรยากาศ (75.31% โดยน้ำหนัก, 78.7% โดยปริมาตร) และในเปลือกโลกนั้น น้ำหนักคลาร์ก - 0.045%องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม V คาบ 2 เลขอะตอม 7 มวลอะตอม 14.0067รู้จักไอโซโทปของ N สามอัน - สอง เสถียร 14 N (99.635%) และ 15 N (0.365%) และกัมมันตภาพรังสี 13 N, T 1/2 = 10.08 นาที การแพร่กระจายทั่วไปของค่าอัตราส่วน 15 นิวตัน/ 14 นิวตันเล็ก . น้ำมันอุดมไปด้วยไอโซโทป 15 N และสิ่งที่แนบมาด้วย ก๊าซธรรมชาติมันหมดลงแล้ว หินน้ำมันยังอุดมด้วยไอโซโทปหนัก N 2 เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น เอ็นต่างจาก O ไม่รองรับการหายใจส่วนผสม เอ็น c O เป็นที่ยอมรับมากที่สุดสำหรับการหายใจของผู้อยู่อาศัยส่วนใหญ่ในโลกของเรา N ไม่มีฤทธิ์ทางเคมี เป็นส่วนหนึ่งของสารชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด กิจกรรมทางเคมีต่ำของไนโตรเจนนั้นพิจารณาจากโครงสร้างของโมเลกุล เช่นเดียวกับก๊าซส่วนใหญ่ ยกเว้นก๊าซเฉื่อย นั่นคือโมเลกุล เอ็นประกอบด้วยสองอะตอม เวเลนซ์อิเล็กตรอน 3 ตัวของเปลือกนอกของแต่ละอะตอมมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะระหว่างพวกมันก่อตัว โควาเลนต์สามเท่า พันธะเคมี ซึ่งจะช่วยให้ มีเสถียรภาพมากที่สุด ของโมเลกุลไดอะตอมมิกที่รู้จักทั้งหมด ความจุ "อย่างเป็นทางการ" คือตั้งแต่ -3 ถึง +5 ความจุ "จริง" คือ 3 ทำให้เกิดพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งกับ O, H และ C โดยเป็นส่วนหนึ่งของไอออนเชิงซ้อน: -, -, + ซึ่งให้เกลือที่ละลายได้ง่าย

กำมะถัน – เอล-ที ซีเคในเนื้อโลก (หินอัลตราเบสิก) จะน้อยกว่าในเปลือกโลก 5 เท่า คลาร์กใน ZK - 0,1%. el-t เคมีของกลุ่ม VI, 3 คาบ, เลขอะตอม 16, มวลอะตอม 32.06 มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง มีคุณสมบัติเป็นอโลหะ ในสารประกอบไฮโดรเจนและออกซิเจนจะพบได้ในไอออนต่างๆ Arr. กรดและเกลือ เกลือที่มีกำมะถันหลายชนิดละลายได้ในน้ำเล็กน้อย S สามารถมีเวเลนซ์ได้: (-2), (0), (+4), (+6) โดยที่อันแรกและอันสุดท้ายมีลักษณะเฉพาะมากที่สุด พันธะไอออนิกและโควาเลนต์มีลักษณะเฉพาะ ความสำคัญเบื้องต้นสำหรับกระบวนการทางธรรมชาติคือไอออนเชิงซ้อน - 2 S - องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมี S ไม่ได้โต้ตอบกับ Au และ Pt เท่านั้น ในบรรดาสารประกอบอนินทรีย์ นอกเหนือจากซัลเฟต ซัลไฟด์ และ H2SO4 แล้ว ออกไซด์ที่พบมากที่สุดในโลกคือ SO 2 ซึ่งเป็นก๊าซที่สร้างมลพิษอย่างมากในชั้นบรรยากาศ และ SO 3 (สารที่เป็นของแข็ง) รวมถึงไฮโดรเจนซัลไฟด์ Elementary S มีลักษณะเฉพาะคือ พันธุ์ allotropic สามพันธุ์ : S ขนมเปียกปูน (เสถียรที่สุด), S monoclinic (โมเลกุลไซคลิก - วงแหวนแปดสมาชิก S 8) และพลาสติก S 6 - เหล่านี้เป็นโซ่เชิงเส้นของหกอะตอม มีไอโซโทปเสถียร 4 ไอโซโทปของ S ที่รู้จักในธรรมชาติ: 32 S (95.02%), 34 S (4.21%), 33 S (0.75%), 36 S (0.02%) ไอโซโทปกัมมันตรังสีประดิษฐ์ 35 S โดยมี T 1/2 = 8.72 วัน S ถือเป็นมาตรฐาน ทรอยไลท์(เฟส) จากอุกกาบาต Diablo Canyon (32 S/ 34 S = 22.22) ปฏิกิริยาออกซิเดชันและการรีดักชันสามารถทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนไอโซโทป ซึ่งแสดงเป็นการเปลี่ยนแปลงไอโซโทป ในธรรมชาติ - ในทางแบคทีเรีย แต่ก็เป็นไปได้ทางความร้อนเช่นกัน ในธรรมชาติจนถึงปัจจุบัน มีการแบ่ง S ของเปลือกโลกอย่างชัดเจนออกเป็น 2 กลุ่ม - ทางชีวภาพ ซัลไฟด์ และก๊าซที่เสริมสมรรถนะด้วยไอโซโทปแสง 32 S และ ซัลเฟตยิปซั่มที่มี 34 S รวมอยู่ในเกลือของน้ำทะเลที่ระเหยในสมัยโบราณ ก๊าซที่มาพร้อมกับน้ำมันจะแตกต่างกันไปในองค์ประกอบไอโซโทปและแตกต่างอย่างชัดเจนจากน้ำมัน

จนถึงขณะนี้เมื่อพูดถึงทฤษฎีอะตอมเกี่ยวกับอะตอมหลายประเภทที่เชื่อมต่อกันในลำดับที่แตกต่างกันเราได้สารที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเราไม่เคยถามคำถาม "แบบเด็ก" - อะตอมมาจากไหน เหตุใดองค์ประกอบบางชนิดจึงมีอะตอมจำนวนมาก และอะตอมอื่นๆ เพียงไม่กี่อะตอม และพวกมันมีการกระจายไม่สม่ำเสมอมาก? ตัวอย่างเช่น ธาตุเดียว (ออกซิเจน) ประกอบขึ้นเป็นครึ่งหนึ่งของเปลือกโลก โดยรวมแล้วมีองค์ประกอบสามองค์ประกอบ (ออกซิเจน ซิลิคอน และอะลูมิเนียม) รวมกันแล้วถึง 85% และถ้าเราเติมธาตุเหล็ก โพแทสเซียม โซเดียม โพแทสเซียม แมกนีเซียม และไทเทเนียมเข้าไป เราก็จะได้เปลือกโลกถึง 99.5% แล้ว ส่วนแบ่งขององค์ประกอบอื่น ๆ อีกหลายสิบรายการคิดเป็นเพียง 0.5% โลหะที่หายากที่สุดในโลกคือรีเนียม และมีทองคำและแพลทินัมอยู่ไม่มากนัก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีราคาแพงมาก อีกตัวอย่างหนึ่ง: มีอะตอมเหล็กในเปลือกโลกมากกว่าอะตอมทองแดงประมาณพันเท่า มีอะตอมทองแดงมากกว่าอะตอมเงินประมาณพันเท่า และมีเงินมากกว่ารีเนียมถึงร้อยเท่า
การกระจายตัวขององค์ประกอบบนดวงอาทิตย์แตกต่างอย่างสิ้นเชิง: มีไฮโดรเจนมากที่สุด (70%) และฮีเลียม (28%) และองค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด - เพียง 2% เท่านั้น หากคุณใช้จักรวาลที่มองเห็นได้ทั้งหมดก็จะมีไฮโดรเจนเพิ่มมากขึ้น ในนั้น. ทำไมเป็นอย่างนั้น? ในสมัยโบราณและยุคกลาง คำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของอะตอมไม่ได้ถูกถาม เพราะพวกเขาเชื่อว่ามีอยู่ในรูปแบบและปริมาณที่ไม่เปลี่ยนแปลงเสมอ (และตามประเพณีในพระคัมภีร์ พวกเขาถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้าในวันสร้างโลกหนึ่งวัน) . และแม้ว่าทฤษฎีอะตอมจะชนะและเคมีก็เริ่มพัฒนาอย่างรวดเร็วและ D.I. Mendeleev ได้สร้างระบบองค์ประกอบที่มีชื่อเสียงของเขาขึ้นมา แต่คำถามเกี่ยวกับกำเนิดของอะตอมก็ยังถือว่าไม่สำคัญ แน่นอน บางครั้งนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งก็รวบรวมความกล้าและเสนอทฤษฎีของเขา ตามที่ได้กล่าวไปแล้ว ในปี พ.ศ. 2358 วิลเลียม พราวท์เสนอว่าธาตุทั้งหมดมีต้นกำเนิดมาจากอะตอมของธาตุที่เบาที่สุด นั่นก็คือ ไฮโดรเจน ตามที่ Prout เขียนไว้ ไฮโดรเจนเป็น "สิ่งสำคัญ" ของนักปรัชญากรีกโบราณ ซึ่งผ่านการ "ควบแน่น" ได้ให้องค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมด
ในศตวรรษที่ 20 ด้วยความพยายามของนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจึงได้ถูกสร้างขึ้น ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ต้นกำเนิดของอะตอมซึ่งก็คือ โครงร่างทั่วไปตอบคำถามเกี่ยวกับกำเนิดขององค์ประกอบทางเคมี ในทางที่เรียบง่ายมาก ทฤษฎีนี้มีลักษณะเช่นนี้ ในตอนแรก สสารทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ที่จุดหนึ่งโดยมีความหนาแน่น (K)*"g/cm" และอุณหภูมิสูงอย่างไม่น่าเชื่อ (1,027 K) ตัวเลขเหล่านี้มีขนาดใหญ่มากจนไม่มีชื่อ ประมาณ 10 พันล้านปีก่อน ผลจากสิ่งที่เรียกว่าบิ๊กแบง ทำให้จุดที่หนาแน่นมากและร้อนจัดแห่งนี้เริ่มขยายตัวอย่างรวดเร็ว นักฟิสิกส์มีความคิดที่ดีว่าเหตุการณ์เกิดขึ้นได้อย่างไร 0.01 วินาทีหลังการระเบิด ทฤษฎีของสิ่งที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้นน้อยกว่ามาก เนื่องจากกฎทางกายภาพที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันได้รับการตอบสนองไม่ดีนัก (และยิ่งช้ากว่านั้น) ยิ่งไปกว่านั้น คำถามเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นก่อนบิ๊กแบงนั้นไม่เคยถูกนำมาพิจารณา เนื่องจากเวลานั้นไม่มีอยู่จริง! ท้ายที่สุดแล้วหากไม่มีโลกแห่งวัตถุเช่นไม่มีเหตุการณ์ แล้วเวลามาจากไหน? ใครหรืออะไรจะนับถอยหลัง? เรื่องจึงเริ่มแยกจากกันอย่างรวดเร็วและเย็นลง ยิ่งอุณหภูมิต่ำลงเท่าใด โอกาสในการก่อตัวของโครงสร้างต่างๆ ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (เช่น เมื่อใด อุณหภูมิห้องอาจมีความแตกต่างกันนับล้าน สารประกอบอินทรีย์ที่อุณหภูมิ +500 °C - เพียงเล็กน้อย และสูงกว่า +1,000 °C อาจจะไม่เลย อินทรียฺวัตถุไม่สามารถดำรงอยู่ได้ - พวกมันทั้งหมดแยกออกเป็นส่วนประกอบที่อุณหภูมิสูง) ตามที่นักวิทยาศาสตร์ 3 นาทีหลังการระเบิดเมื่ออุณหภูมิลดลงถึงหนึ่งพันล้านองศากระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสก็เริ่มขึ้น (คำนี้มาจากภาษาละตินนิวเคลียส - "แกนกลาง" และ "การสังเคราะห์" ของกรีก - "สารประกอบการรวมกัน") นั่นคือกระบวนการเชื่อมต่อโปรตอนและนิวตรอนเข้ากับนิวเคลียส องค์ประกอบต่างๆ. นอกจากโปรตอน - นิวเคลียสของไฮโดรเจนแล้ว นิวเคลียสของฮีเลียมก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน นิวเคลียสเหล่านี้ยังไม่สามารถยึดอิเล็กตรอนและก่อตัวเป็นอะโกมได้เช่นกัน อุณหภูมิสูง. จักรวาลดึกดำบรรพ์ประกอบด้วยไฮโดรเจน (ประมาณ 75%) และฮีเลียม โดยมีธาตุลิเธียมซึ่งเป็นธาตุที่มีมากที่สุดรองลงมาจำนวนเล็กน้อย (มีโปรตอน 3 ตัวในนิวเคลียส) องค์ประกอบนี้ไม่เปลี่ยนแปลงมาประมาณ 500,000 ปี จักรวาลยังคงขยายตัว เย็นลง และหายากมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง +3000 °C อิเล็กตรอนสามารถรวมตัวกับนิวเคลียสได้ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอะตอมไฮโดรเจนและฮีเลียมที่เสถียร
ดูเหมือนว่าจักรวาลซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม จะขยายตัวต่อไปและเย็นลงจนไม่มีที่สิ้นสุด แต่หลังจากนั้นจะไม่เพียงแต่มีองค์ประกอบอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงกาแล็กซี ดวงดาว รวมถึงคุณและฉันด้วย การขยายตัวอันไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาลถูกต่อต้านโดยแรงโน้มถ่วงสากล (แรงโน้มถ่วง) การอัดแรงโน้มถ่วงของสสารในส่วนต่าง ๆ ของจักรวาลที่ทำให้บริสุทธิ์นั้นมาพร้อมกับความร้อนแรงซ้ำ ๆ - ระยะการก่อตัวของดาวมวลเริ่มต้นขึ้นซึ่งกินเวลาประมาณ 100 ล้านปี ในภูมิภาคของอวกาศที่ประกอบด้วยก๊าซและฝุ่นซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 10 ล้าน องศา กระบวนการฟิวชั่นฮีเลียมแสนสาหัสเริ่มต้นจากการหลอมนิวเคลียสของไฮโดรเจน ปฏิกิริยานิวเคลียร์เหล่านี้มาพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลซึ่งถูกปล่อยออกสู่อวกาศโดยรอบ นี่คือวิธีที่ ดาวดวงใหม่. ตราบใดที่ยังมีไฮโดรเจนเพียงพอ การอัดตัวของดาวฤกษ์ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงก็จะถูกตอบโต้ด้วยการแผ่รังสีซึ่ง "ถูกกดจากภายใน" ดวงอาทิตย์ของเรายังส่องสว่างด้วยการเผาไหม้ไฮโดรเจน กระบวนการนี้เกิดขึ้นช้ามาก เนื่องจากการเข้าใกล้ของโปรตอนที่มีประจุบวกสองตัวถูกขัดขวางโดยแรงผลักของคูลลอย ดังนั้นผู้พิพากษาผู้ทรงคุณวุฒิของเรายังคงอยู่ ปีที่ยาวนานชีวิต.
เมื่อการจ่ายเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสิ้นสุดลง การสังเคราะห์ฮีเลียมจะค่อยๆ หยุดลง และการแผ่รังสีอันทรงพลังก็จางหายไปตามไปด้วย แรงโน้มถ่วงอัดดาวอีกครั้ง อุณหภูมิจะสูงขึ้นและนิวเคลียสของฮีเลียมจะรวมเข้าด้วยกันจนกลายเป็นนิวเคลียสของคาร์บอน (6 โปรตอน) และออกซิเจน (8 โปรตอนในนิวเคลียส) กระบวนการนิวเคลียร์เหล่านี้ยังมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานด้วย แต่ไม่ช้าก็เร็ว ฮีเลียมจะหมดลง จากนั้นขั้นที่สามของการบีบอัดดาวฤกษ์ด้วยแรงโน้มถ่วงก็เริ่มต้นขึ้น จากนั้นทุกอย่างก็ขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ในระยะนี้ ถ้ามวลไม่ใหญ่มาก (เช่นดวงอาทิตย์) ผลกระทบของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อดาวหดตัวจะไม่เพียงพอที่จะทำให้คาร์บอนและออกซิเจนเข้าสู่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเพิ่มเติม ดาวดวงดังกล่าวจึงกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่าดาวแคระขาว ธาตุที่หนักกว่านั้นถูก "ประดิษฐ์ขึ้น" ในดาวฤกษ์ที่นักดาราศาสตร์เรียกว่าดาวยักษ์แดง ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายเท่า ในดาวเหล่านี้ ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ธาตุที่หนักกว่าจากคาร์บอนและออกซิเจนเกิดขึ้น ดังที่นักดาราศาสตร์เปรียบเสมือนดาวฤกษ์คือไฟนิวเคลียร์ ซึ่งมีเถ้าเป็นองค์ประกอบทางเคมีหนัก
33
2- 1822
พลังงานที่ปล่อยออกมาในช่วงนี้ของชีวิตของดาวฤกษ์จะ "ขยายตัว" ชั้นนอกของดาวยักษ์แดงอย่างมาก หากดวงอาทิตย์ของเรากลายเป็นดาวฤกษ์เช่นนี้ โลกจะจบลงภายในลูกบอลขนาดยักษ์นี้ - ไม่ใช่โอกาสที่น่ายินดีสำหรับทุกสิ่งบนโลก ลมดาว.
“การหายใจ” จากพื้นผิวของดาวยักษ์แดง นำองค์ประกอบทางเคมีที่ยักษ์เหล่านี้สังเคราะห์ขึ้นสู่อวกาศซึ่งก่อตัวเป็นเนบิวลา (ส่วนใหญ่มองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์) ยักษ์แดงมีอายุขัยค่อนข้างสั้น - น้อยกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยเท่า หากมวลของดาวฤกษ์ดังกล่าวเกินกว่ามวลดวงอาทิตย์ 10 เท่า สภาวะจะเกิดขึ้น (อุณหภูมิประมาณหนึ่งพันล้านองศา) สำหรับการสังเคราะห์ธาตุจนถึงเหล็ก เหล็กของ Yalro มีความเสถียรมากที่สุดในบรรดาแกนทั้งหมด ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยาการสังเคราะห์ธาตุที่เบากว่าพลังงานที่ปลดปล่อยธาตุเหล็ก ในขณะที่การสังเคราะห์ธาตุที่หนักกว่านั้นต้องใช้พลังงาน เมื่อใช้ไปพลังงานจะเกิดปฏิกิริยาการสลายตัวของเหล็กเป็นธาตุที่เบากว่าเช่นกัน ดังนั้นในดาวฤกษ์ที่ถึงขั้นการพัฒนา "เหล็ก" กระบวนการที่น่าทึ่งจึงเกิดขึ้น: แทนที่จะปล่อยพลังงานกลับถูกดูดซับซึ่งมาพร้อมกับอุณหภูมิและการบีบอัดที่ลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือปริมาตรที่น้อยมาก นักดาราศาสตร์เรียกกระบวนการนี้ว่าการล่มสลายของแรงโน้มถ่วง (จากคำภาษาละติน collapsus - "อ่อนแอลง" ไม่ใช่เพื่ออะไรที่แพทย์เรียกว่าการล่มสลายอย่างกะทันหันแบบนั้น) ความดันโลหิตซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์มาก) ในระหว่างการล่มสลายของแรงโน้มถ่วงจะเกิดนิวตรอนจำนวนมากซึ่งเนื่องจากไม่มีประจุจึงสามารถเจาะเข้าไปในนิวเคลียสขององค์ประกอบที่มีอยู่ทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย นิวเคลียสอิ่มตัวด้วยนิวตรอนจะได้รับการเปลี่ยนแปลงพิเศษ (เรียกว่าการสลายตัวของเบต้า) ในระหว่างที่โปรตอนถูกสร้างขึ้นจากนิวตรอน ด้วยเหตุนี้เราจึงได้มาจากแกนกลางขององค์ประกอบนี้ องค์ประกอบถัดไปในนิวเคลียสซึ่งมีโปรตอนอีกหนึ่งตัวอยู่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะจำลองกระบวนการดังกล่าวในสภาพพื้นดิน ดี ตัวอย่างที่มีชื่อเสียง- การสังเคราะห์ไอโซโทปพลูโทเนียม-239 เมื่อยูเรเนียมธรรมชาติ (92 โปรตอน, 146 นิวตรอน) ถูกฉายรังสีด้วยนิวตรอน นิวเคลียสของมันจะจับหนึ่งนิวตรอนและเกิดธาตุเนปทูเนียมเทียม (93 โปรตอน, 146 นิวตรอน) และจากนั้น พลูโตเนียมร้ายแรงชนิดเดียวกัน (94 โปรตอน 145 นิวตรอน) ซึ่งใช้ใน ระเบิดปรมาณู. ในดาวฤกษ์ที่มีการยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นผลมาจากการจับนิวตรอนและการสลายตัวของบีตาตามมา นิวเคลียสที่แตกต่างกันหลายร้อยไอโซโทปขององค์ประกอบทางเคมีที่เป็นไปได้ทั้งหมดจึงก่อตัวขึ้น การล่มสลายของดาวฤกษ์จบลงด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ พร้อมกับการปล่อยสสารมวลมหึมาออกสู่อวกาศ - ซูเปอร์โนวาก่อตัวขึ้น สสารที่ถูกปล่อยออกมาซึ่งมีองค์ประกอบทั้งหมดจากตารางธาตุ (และร่างกายของเรามีอะตอมเดียวกัน!) จะกระจัดกระจายไปรอบๆ ด้วยความเร็วสูงสุด 10,000 กม./วินาที และเศษสสารเล็กๆ จากดาวที่ตายแล้วถูกบีบอัด (ยุบตัว) กลายเป็นดาวนิวตรอนหนาแน่นยิ่งยวดหรือแม้แต่หลุมดำ ในบางครั้ง ดาวฤกษ์ดังกล่าวจะสว่างขึ้นบนท้องฟ้าของเรา และหากแสงแฟลร์เกิดขึ้นไม่ไกลเกินไป ซูเปอร์โนวาก็จะส่องสว่างมากกว่าดาวดวงอื่น ๆ ทั้งหมด และไม่น่าแปลกใจ: ความสว่างของซูเปอร์โนวาสามารถมีความสว่างเกินกว่าความสว่างของกาแลคซีทั้งหมดซึ่งประกอบด้วย ดาวนับพันล้านดวง! หนึ่งในดาว "ใหม่" เหล่านี้ตามพงศาวดารจีนสว่างขึ้นในปี 1,054 ตอนนี้ในสถานที่นี้มีเนบิวลาปูที่มีชื่อเสียงในกลุ่มดาวราศีพฤษภและในใจกลางของมันมีการหมุนอย่างรวดเร็ว (30 รอบต่อวินาที !) ดาวนิวตรอน โชคดี (สำหรับเรา ไม่ใช่สำหรับการสังเคราะห์องค์ประกอบใหม่) จนถึงขณะนี้ดาวฤกษ์ดังกล่าวสว่างจ้าขึ้นในกาแลคซีห่างไกลเท่านั้น...
ผลจากการ "เผาไหม้" ของดวงดาวและการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ทำให้พบองค์ประกอบทางเคมีมากมายในอวกาศ เศษของซุปเปอร์โนวาในรูปแบบของเนบิวลาที่กำลังขยายตัว "อุ่นขึ้น" จากการเปลี่ยนแปลงของสารกัมมันตภาพรังสีชนกันรวมตัวเป็นกลุ่มหนาแน่นซึ่งดาวฤกษ์รุ่นใหม่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ดาวเหล่านี้ (รวมถึงดวงอาทิตย์ของเรา) มีส่วนผสมของธาตุหนักตั้งแต่เริ่มดำรงอยู่ องค์ประกอบเดียวกันนี้บรรจุอยู่ในเมฆก๊าซและฝุ่นที่ล้อมรอบดาวฤกษ์เหล่านี้ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดดาวเคราะห์ ดังนั้นองค์ประกอบต่างๆ ที่ประกอบเป็นสรรพสิ่งรอบตัวเรา รวมถึงร่างกายของเราด้วย จึงถือกำเนิดขึ้นจากกระบวนการอันยิ่งใหญ่ของจักรวาล...
เหตุใดองค์ประกอบบางอย่างจึงถูกสร้างขึ้น และองค์ประกอบอื่นๆ เพียงไม่กี่อย่าง? ปรากฎว่าในกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสนิวเคลียสที่ประกอบด้วยนิวตรอนและนิวตรอนจำนวนคู่เพียงเล็กน้อยมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้น นิวเคลียสหนักซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอน "ล้น" มีความเสถียรน้อยกว่าและมีอยู่ในจักรวาลน้อยกว่า มีกฎทั่วไปคือ ยิ่งประจุของนิวเคลียสมากเท่าไรก็ยิ่งหนักมากขึ้น นิวเคลียสในจักรวาลก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม กฎข้อนี้ไม่ได้ปฏิบัติตามเสมอไป ตัวอย่างเช่น ในเปลือกโลกมีนิวเคลียสเบาของลิเทียม (3 โปรตอน 3 นิวตรอน) โบรอน (5 โปรตอนและ 5 หรือ b นิวตรอน) สันนิษฐานว่าด้วยเหตุผลหลายประการนิวเคลียสเหล่านี้ไม่สามารถก่อตัวในส่วนลึกของดวงดาวได้ และภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิก พวกมัน "แยกออก" ออกจากนิวเคลียสที่หนักกว่าที่สะสมอยู่ในอวกาศระหว่างดวงดาว ดังนั้นอัตราส่วนขององค์ประกอบต่างๆ บนโลกจึงสะท้อนถึงกระบวนการปั่นป่วนในอวกาศที่เกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ในช่วงหลังของการพัฒนาของจักรวาล