Elemgyakoriságok az Univerzumban Nagy Sándor honlapjára Nagy Sándor: Nukleáris Címszavak Glosszáriumába, melyhez ez a lap is tartozik A Tékába, mely ehhez hasonló animációkhoz/szimulációkhoz vezet Nagy Sándor webhelyén

Megjegyzések a WebElements interaktív gyakorisági prezentációihoz, melyekhez a következő ikonra kattintva jutunk el: .
Comments on the presentations by WebElements at www.webelements.com/periodicity/abundance_universe/ for Hungarian visitors

Az alábbi képernyőfelvételek fedőképe atomszám szerinti elemgyakoriságokat mutat az Univerzumban. Valószínűleg ezek az ábrák mondanak a legtöbbet egy kémikusnak. Ha azonban úgy tesszük fel a kérdést, hogy az Univerzumban található összes nukleon hogyan oszlik meg szám szerint az egyes elemek között, akkor az alattuk lévő rollover képeket kell tekinteni, mert azok az elemek tömeg szerinti gyakoriságát mutatják. Ne feledjük, hogy az atomtömeg nagyjából az A tömegszámmal arányos, mely egyben nukleonszámot is jelent. Ezért pl. ha H : He atomarány 13 : 1 lenne, akkor a bennük lévő nukleonok számaránya, vagyis a tömegarány, 13 : 4 lenne. Nagyjából ezeket az arányokat tükrözi az első képpár is, ha az egérrel kipróbáljuk. Az elemeket jelképező gömbök némelyikére emlékeztető popupot tettem azoknak, akik már/még nehezen igazodnak el a periódusos rendszerben. A popup akkor jön elő (kb 1/2 s alatt), ha az egeret a gömbre húzzuk. Ilyenkor a mejelenítés az atomszám szeinti elemgyakoriságokra ugrik vissza.

Elemgyakoriságok az univerzumban: “lineáris” ábrázolás periódusos rendszerben

Az idézőjelet az magyarázza, hogy valójában a gömbök átmérője fejezi ki a kozmikus gyakoriság mértékét, mi azonban inkább a területet érzékeljük, tehát a "négyzetes" jelző talán indokoltabb volna. Akárhogy is, ez az ábrázolás a vegyész szempontjából meglehetősen unalmas helynek mutatja az Univerzumot, hiszen hidrogénen és némi héliumon kívül mintha semmi más nem volna benne. Ez mutatja, hogy az Univerzum zsenge korban van még a nukleoszintézis szempontjából.

Lr, laurencium Ac, aktínium Lu, lutécium U, urán Th, tórium Cn, kopernícium Bi, bizmut Pb, ólom Tl, tallium Hg, higany Au, arany Pt, platina Ir, irídium Os, ozmium Re, rénium W, volfrám Ta, tantál Hf, hafnium La, lantán Ba, bárium Rh, ródium Cs, cézium Tc, technécium Nb, nióbium In, indium Rh, ródium Xe, xenon I, jód Te, tellúr Sb, antimon Sn, ón Cd, kadmium Ag, ezüst Pd, palládium Mo, molibdén Ru, ruténium Ga, gallium Zr, cirkónium Y, ittrium Sr, stroncium Rb, rubídium Kr, kripton Br, bróm As, arzén Se, szelén Ge, germánium Sc, szkandium Zn, cink Cu, réz Ni, nikkel Co, kobalt Mn, mangán Cr, króm V, vanádium Ti, titán Ca, kalcium K, kálium Na, nátrium Cl, klór Ar, argon P, foszfor Fe, vas Al, alumínium S, kén Si, szilícium Mg, magnézium Ne, neon O, oxigén F, fluor N, nitrogén B, bór Be, berillium H, hidrogén He, hélium Li, lítium C, szén

Elemgyakoriságok az univerzumban: logaritmikus ábrázolás periódusos rendszerben

Ez az ábrázolás tompítja a különbségeket és így látni engedi az összes olyan elemet, amellyel a vegyésznek általában dolga akad. Érdemes megfigyelni az elemekhez rendelt gömbök méretét a széntől kezdve. Ha szép sorban végigmegyünk növekvő rendszám szerint, észre kell vennünk, hogy minden második elem gömbje (Z páratlan) kisebb, mint a közvetlen szomszédaié (Z páros). Ez nem a véletlen műve, hanem az egyfajtájú nukleonok (itt a protonok) “páralkotási hajlamát” tükrözi.

Elemgyakoriságok az univerzumban: logaritmikus ábrázolás izolált pontokkal

Íme egy szótár a hely használatához:

scatter plot: grafikon izolált pontokkal
shaded table: árnyalt periódusos rendszer
ball chart: gömbös ábrázolás (mint fent)
thermometer: “hőmérő”
bar chart: oszlopdiagram
universe: Univerzum
solar: napbéli
carbonaceous meteorites: szenes kondrit (meteoritféle)
iron meteorites: vasmeteorit
earth's crustal rocks: földkéreg
oceans: óceán
stream: folyam
humans: ember

H, hidrogén He, hélium

Az elemek előfordulási gyakorisága a Naprendszerben atomjaik száma (felső panel), ill. tömegük szerint (alsó panel).

A Si címke azt jelzi, hogy a vonatkozási alap a mindenütt jelenlévő szilícium. Ez annyit jelent, hogy egy olyan “homogén minta” (eléggé bizonytalan) elemzési adataira kell gondolni, mely egyebek mellett vagy 106 Si atomot (felső panel) vagy 106 olyan nukleont tartalmaz, mely 106/28 db 28Si magban van lekötve (alsó panel).

A Napra vonatkozó gyakoriságok hasonlóak, kivéve, hogy a lítium (Li) ott 150-szer ritkábban fordul elő, mert a termonukleáris reakciókban lebomlott.

A felső panel szerint a hidrogénatomok messze a leggyakoribbak a Naprendszerben. Az alsó panel még markánsabb jelét adja a hidrogéntúlsúlynak, nevezetesen azt mutatja, hogy a nukleonok túlnyomó része szabad protonként (ill. az 1H nuklid magjaként) létezik. Vegyük észre, hogy a páros-Z (0) elemek sokszor akár egy tízes szorzóval is gyakoribbak, mint páratlan-Z (1) szomszédjaik. Ez speciális megnyilvánulása az egyazon fajtájú nukleonok (a jelen esetben: protonok) párképzési hajlamának. A legnehezebb (majdnem) stabil elem, a bizmut (Bi), páratlan-Z elem, de egyetlen (majdnem) stabil izotópjának (83Bi126) mágikus neutronszáma van. A Th és az U instabil, de igen hosszú élettartamú, ún. primordiális elem. A két “hiányzó láncszem” – a Tc és a Pm – szintén páratlan-Z elem. Figyeljük meg a vas (Fe) kiugróan magas relatív gyakoriságát: itt található az a tömegszám-tartomány, ahol a stabil magok egy nukleonra eső kötési energiája maximális értéket vesz fel.

A lap tetejére


Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Nukleáris Glosszárium, Asimov Téka

Látogatószám 2013.02.20. óta:

visit tracker