Abundancia de Elementos Químicos

Descripción de la imagen: Abundancia relativa de los elementos químicos en el Universo, basada en datos numéricos de AGW Cameron. Z es el número atómico del elemento. La abundancia de los elementos disminuye de manera exponencial con el número atómico (Z). El litio, el berilio y el boro son excepciones que muestran un empobrecimiento a pesar de su bajo número atómico. Hay un pico de abundancia pronunciado en las cercanías del hierro (Fe). Los Z pares son más abundantes que sus vecinos impares. Fuente de la imagen: dominio público.

Abundancia y Relación de Masa

Hoy conocemos aproximadamente la abundancia de los elementos químicos en el Universo, este valor mide la abundancia o la rareza de los elementos.

La abundancia es una relación de masa o una relación de moléculas presentes en un entorno dado en relación con otros elementos. La mayoría de las abundancias expresadas son relaciones de masa. Por ejemplo, la abundancia en masa del oxígeno en el agua es de aproximadamente 89%, esta es la fracción de la masa del agua que está compuesta de oxígeno.

En el universo observable, la abundancia en masa del hidrógeno es del 74%. Los análisis del cielo por el satélite WMAP indican que el Universo está compuesto de 73% de energía oscura, 23% de materia oscura fría y solo 4% de átomos (elementos químicos).

Los elementos constituyen la materia bariónica habitual hecha de protones, neutrones y electrones, aunque a veces en ciertas regiones del Universo, como las estrellas de neutrones, la materia está en forma de iones.

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, seguido por el helio, el oxígeno, el carbono, el neón, el nitrógeno, el magnesio, etc. La abundancia del hidrógeno y el helio, es decir, de los elementos más ligeros (número atómico 1 y 2), dominan a los otros elementos que son raros en comparación con ellos.

El hidrógeno y el helio fueron producidos muy poco tiempo después del Big Bang durante la nucleosíntesis primordial. Todos los demás elementos (los más pesados) fueron producidos mucho más tarde en las estrellas durante la nucleosíntesis estelar. Aunque el hidrógeno y el helio componen respectivamente ≈92% y ≈7% de toda la materia bariónica del universo, el 1% restante constituye masas considerables que han permitido la aparición de la vida.

La abundancia de los elementos disminuye de manera exponencial con el número atómico (Z). El litio, el berilio y el boro son excepciones que muestran un empobrecimiento a pesar de su bajo número atómico. Hay un pico de abundancia pronunciado en las cercanías del hierro (Fe). Los Z pares son más abundantes que sus vecinos impares, esto es lo que produce en la curva este efecto en dientes de sierra (efecto par-impar).

La Nebulosa Solar Primitiva

En la nebulosa solar primitiva, el hidrógeno (H) y el helio (He) constituyen el 99,8% en número del total de elementos presentes. En el 0,2% restante, encontramos en orden (después de H y He) oxígeno, carbono, neón, nitrógeno, silicio, magnesio, azufre, argón, hierro, sodio, cloro, aluminio, calcio, etc.

Cuando la nube primitiva en rotación se enfrió, los elementos comenzaron a condensarse. El paso de un estado de la materia a otro se llama cambio de estado.

Cuando la materia se condensa, cambia de estado, pasa directamente de un estado gaseoso a un estado sólido sin pasar por el estado líquido, esto es lo que se llama en termodinámica, condensación.

Este cambio se realiza bajo el efecto de una modificación del volumen, la temperatura y/o la presión. Así, cerca del centro de la nebulosa encontramos los materiales refractarios, aquellos que tienen una buena resistencia al calor como los metales y las rocas.

Más lejos, encontramos los materiales volátiles como el hielo de agua (H2O).

Aún más lejos, habrá moléculas de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), dinitrógeno (N2) y hielos. Así, los planetas telúricos y gaseosos "con un núcleo sólido" se forman cerca de la estrella. Aquellos que tienen un núcleo muy masivo (dos a cuatro veces la masa de la Tierra) han retenido el gas primitivo de la nebulosa, estos son los gigantes gaseosos.

Tablas de Abundancia Relativa de los Elementos Químicos

Tablas de abundancia relativa de los elementos químicos en el Universo, el Sol y la Tierra, los % son aproximados. Nuestro organismo está constituido en un 99% de CHON (Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno).