المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19


Synthesis of the Elements in Stars  
  
1538   01:55 مساءً   date: 30-3-2019
Author : ........
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : ............


Read More
Date: 17-4-2019 1263
Date: 17-4-2019 1252
Date: 24-1-2017 1152

Synthesis of the Elements in Stars

Elements are synthesized in discrete stages during the lifetime of a star, and some steps occur only in the most massive stars known (Figure 1.1). Initially, all stars are formed by the aggregation of interstellar “dust,” which is mostly hydrogen. As the cloud of dust slowly contracts due to gravitational attraction, its density eventually reaches about 100 g/cm3, and the temperature increases to about 1.5 × 107 K, forming a dense plasma of ionized hydrogen nuclei. At this point, self-sustaining nuclear reactions begin, and the star “ignites,” creating a yellow star like our sun.

 

70dbcc9186297dddae58f3c12eb6ffc6.jpg

Figure 1.1 Nuclear Reactions during the Life Cycle of a Massive Star At each stage in the lifetime of a star, a different fuel is used for nuclear fusion, resulting in the formation of different elements. Fusion of hydrogen to give helium is the primary fusion reaction in young stars. As the star ages, helium accumulates and begins to “burn,” undergoing fusion to form heavier elements such as carbon and oxygen. As the adolescent star matures, significant amounts of iron and nickel are formed by fusion of the heavier elements formed previously. The heaviest elements are formed only during the final death throes of the star—the formation of a nova or supernova.

In the first stage of its life, the star is powered by a series of nuclear fusion reactions that convert hydrogen to helium:

 

The overall reaction is the conversion of four hydrogen nuclei to a helium-4 nucleus, which is accompanied by the release of two positrons, two γ rays, and a great deal of energy:

These reactions are responsible for most of the enormous amount of energy that is released as sunlight and solar heat. It takes several billion years, depending on the size of the star, to convert about 10% of the hydrogen to helium.

Once large amounts of helium-4 have been formed, they become concentrated in the core of the star, which slowly becomes denser and hotter. At a temperature of about 2 × 108 K, the helium-4 nuclei begin to fuse, producing beryllium-8:

Although beryllium-8 has both an even mass number and an even atomic number, the low neutron-to-proton ratio makes it very unstable, decomposing in only about 10−16 s. Nonetheless, this is long enough for it to react with a third helium-4 nucleus to form carbon-12, which is very stable. Sequential reactions of carbon-12 with helium-4 produce the elements with even numbers of protons and neutrons up to magnesium-24:

So much energy is released by these reactions that it causes the surrounding mass of hydrogen to expand, producing a red giant that is about 100 times larger than the original yellow star.

As the star expands, heavier nuclei accumulate in its core, which contracts further to a density of about 50,000 g/cm3, so the core becomes even hotter. At a temperature of about 7 × 108 K, carbon and oxygen nuclei undergo nuclear fusion reactions to produce sodium and silicon nuclei:

At these temperatures, carbon-12 reacts with helium-4 to initiate a series of reactions that produce more oxygen-16, neon-20, magnesium-24, and silicon-28, as well as heavier nuclides such as sulfur-32, argon-36, and calcium-40:

 

The energy released by these reactions causes a further expansion of the star to form a red supergiant, and the core temperature increases steadily. At a temperature of about 3 × 109 K, the nuclei that have been formed exchange protons and neutrons freely. This equilibration process forms heavier elements up to iron-56 and nickel-58, which have the most stable nuclei known.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .