QUÍMICA INORGÁNICA GRUPO: PRÁCTICA No.2 “ORIGEN ESTELAR DE LOS ELEMENTOS”

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA

QUÍMICA INORGÁNICA GRUPO:

PRÁCTICA No.2 “ORIGEN ESTELAR DE LOS ELEMENTOS”

OBJETIVO:

HIPOTESIS:

INTRODUCCION:

La formación de los elementos se llevó a cabo a partir de las interacciones y reacciones nucleares; desde la gran explosión hasta la época actual en el interior de las estrellas o explosiones de supernovas.

La formación de un átomo desde el punto de vista físico se refiere a la formación del núcleo despreciando a los electrones, es decir que el desafío en la formación de un átomo es la formación de su núcleo; estos se fueron formando los primeros 3 minutos después de la gran explosión, así como posteriormente en el interior de las estrellas y en la explosión de las supernovas.

Existen 6 elementos muy abundantes en el universo: H, He, O, C, Ne, N (en orden de abundancia por masa, además que de estos 4 son biogénicos); al universo se le puede denominar como el más grande laboratorio químico; dicho laboratorio tiene 13.7 giga años de antigüedad.

La abundancia de dichos elementos puede ser explicada desde un punto de vista físico, tomando como base la teoría del “big bang” así que es pertinente hacer mención de que esta teoría está fundamentada en tres pilares: la expansión del universo identificada por el efecto doppler, la radiación de fondo (con un promedio de temperatura de 2.7 K con diferencias de hasta .002K que permitieron la formación del universo como lo conocemos) y la formación y abundancia propia de los elementos existentes.

Durante los primeros 3 minutos de existencia del universo posteriores al big bang se formaron el H y He hasta hoy conocidos; en su primer etapa estaba formado por 75% H, 25% He y 0% de metales (definidos como cualquier núcleo pesado); estos dos elementos conforman el combustible para la formación de todos los demás elementos.

En el primer segundo el universo después de un ligero enfriamiento, se formó el deuterio; posteriormente se formó He y Li, al minuto 4 las reacciones nucleares se detuvieron por la relativamente baja temperatura.

A partir del segundo 4 las reacciones de formación de núcleos pasaron a ser hechas por las estrellas, estas se formaron 100 millones de años después de la gran explosión dentro de nubes de polvo cósmico ionizadas por estrellas (a semejanza de Orión); en estas condiciones la formación de una estrella ocurre cuando la nube de gas se contrae, se eleva la temperatura y se llevan a cabo las reacciones nucleares al interior del recién formado cuerpo celeste.

Para clasificar a las estrellas por su tamaño se usa como medida de referencia una masa solar; las estrellas de baja masa son las inferiores a 8 masas solares (2x1030 kg) las cuales son las más abundantes, las superiores en masa son escasas.

Entre las reacciones que ocurren en el interior se encuentran las PP1 (protón protón 1) es una reacción lenta que dura 1010años, la reacción pasa de 4H---He; otro tipo de reacción es el ciclo CNO se produce a 1.5x107 K de temperatura.

Cuando una estrella menor se colapsa forma nebulosas planetarias (reciben el nombre por el aparente de planeta al observarse en telescopio); mientras menor sea la estrella menos material expele, se espera que la muerte del sol sea relativamente menor.

Las estrellas de mayor masa son las mejores productoras de elementos, en general se crea cualquier elemento excepto el hidrógeno (formado en la gran explosión), principalmente O, Ne, Mg, Al, P, S, Si, K, U.

El orden de combustión es H---He---C---N, los cuales escapan al colapsarse, por lo regular esto ocurre entre torbellinos internos debido a la revolución de la propia estrella.

Todas las reacciones hasta la formación de Fe son exotérmicas, de ahí para formar elementos más pesados son endotérmicas, al llegar a esto el núcleo se colapsa de 1000 km a 1 km en un segundo, formando una supernova, aquí ocurre la nucleosíntesis de supernova (explosiva) la que ocurre en las ondas de choque del material de la estrella, ahí se llevan a cabo reacciones que ocurrían en la edad temprana de la estrella, donde se forman aún más elementos; aquí se forman los elementos químicos más pesados que el Fe por captura de neutrones de parte de los núcleos.

En este fenómeno de supernova la mayoría de los núcleos son inestables, estos se estabilizan con el flujo de neutrones, en caso de ser estable puede seguir recibiendo neutrones; aquí es donde se gestan los elementos “p” de la tabla periódica, por otra parte en las explosiones de supernova salen disparados protones a altas velocidades; este protón “astilla” a otro núcleo y explica la abundancia por ejemplo del W La, pt y Hg.

Otro tipo de estrellas son las estrellas AGB (como el sol están en una etapa especial), estas al morir se convierten en una gigante roja para convertirse después en una nebulosa planetaria.

Cuando las estrellas están juntas existe un intercambio de fluidos de lo cual nace una supernova tipo 1ª, lo cual produce Fe masivamente, el 70% del Fe que nos conforma proviene de aquí y el resto de las explosiones solitarias de supernova; cuando este proceso es muy rápido no son capaces de producir supernovas, solo novas que no producen tanto Fe

La mitad del carbono de nuestro cuerpo fue formado en estrellas de baja masa y la otra mitad en las de alta masa.

El sol se formó cuando el universo tenía 9.1 giga años, tiene 71% de H, 27.03% de He, y 1.4% de elementos pesados mientras que latierra tiene 47% de O, 28% de Si mientras que nosotros tenemos 96.2 % O, la mayor parte de O y C, en proporción tenemos 45 veces más elementos pesados que el sol, de ahí que entonces se diga que somos descendientes de las estrellas puesto que fue en estas donde se gestaron los elementos más pesados que son los que sostienen la vida.

CUESTIONARIO:

1. Explicar el origen del universo a partir de las siguientes teorías: de la “Gran explosión” y del “Estado estacionario”.

La gran explosión, es la teoría actualmente más aceptada, en la cual se dice que, el universo surgió hace aproximadamente 1.8 x 1010 años, con una extrema

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