El cosmos químico

T.E.L: 2 min. 59 seg.

El año 2011 fue proclamado como el Año Internacional de la Química, por las Naciones Unidas. ¿Cómo es la "tabla periódica de la astronomía"?
Tabla Astro

Gracias a los trabajos de Fred Hoyle, Hans Bethe y otros, sabemos cómo fue la producción de los elementos en lo que se conoce como nuclesíntesis.
La nucleosíntesis primordial, durante los primeros minutos después del Big Bang, produjo los elementos básicos: núcleos de hidrógeno (en un 75%) y de helio (25%) y electrones libres que se unirían en átomos recién cientos de miles de años después.
Son estos elementos más livianos los que formaron las estrellas primordiales hace algo más de 13.000 millones de años.
Los elementos más pesados fueron forjados por las estrellas de las sucesivas generaciones a través de la fusión nuclear. Estos elementos más pesados (carbono, neón, oxígeno, silicio) son distribuidos en el universo por las nebulosas planetarias y el viento solar.
Elementos aún más pesados se forjan en los eventos de supernova (argón, calcio, níquel, hierro).

Los elementos más livianos, Hidrógeno y Helio, son por mucho, los más abundantes en el cosmos

El gas enriquecido puede ser extraído de una galaxia si ésta cae hacia un cúmulo. La presión del gas caliente que baña a un cúmulo de galaxias hace que el gas de la galaxia que cae enriquezca el medio interestelar, como es el caso de ESO 137-001.

El oxígeno fue detectado en filamentos intergalácticos de millones de años luz de longitud. Seguramente fue producido hace más de diez mil millones de años, en algunas de las primeras supernovas. Un ejemplo es H 2356-309 un vasto reservorio de gas en una estructura con forma de muro de galaxias a 400 millones de años luz de la Tierra llamada Sculptor Wall.

El Observatorio de rayos-X Chandra posee un interactivo flash que muestra la tabla periódica completa, la tabla periódica "astronómica" y los elementos en la remanente de supernova Cassiopeia A.
La segunda tabla es una versión con la abundancia relativa en masa de los varios elementos en el universo.

Tabla CasA

Tabla periódica con los elementos en la remanente de supernova Cassiopeia A

Graf CasA

Gráfico con los elementos en CasA

Una nueva tabla periódica
Hace unas semanas se conoció un posible cambio en diez elementos de la tabla periódica. "Por más de siglo y medio, muchos aprendimos a usar los pesos atómicos estándar -un valor único- encontrado en los libros de química y la tabla periódica de los elementos. Al mejorar la tecnología, descubrimos que los números de esos gráficos no eran tan estáticos como habíamos creído", señaló el Dr. Michael Wieser, de la Universidad de Calgary.

Figura de los intervalos, de acuerdo a Tyler B. Coplen y Norman E. Holden

Las técnicas modernas pueden medir el peso atómico de muchas precisas maneras y pequeñas variaciones en el peso atómico son importantes en la investigación y la industria. Es por eso que el peso atómico de diez elementos serán expresados ahora como intervalos, de acuerdo a lo publicado en Pure and Applied Chemistry y en Chemistry International.
En el artículo Atomic Weights—No Longer Constants of Nature, de Tyler B. Coplen y Norman E. Holden, en CI, se señala que la variación en los pesos atómicos de estos diez elementos será un intervalo [a;b], donde a y b son los límites inferior y superior, respectivamente. No deberá ser expresado el peso atómico como el promedio de ambos valores. La diferencia (b-a) es el rango.

Jugando a la nucleogénesis
Nucleogenesis!, por Judith Herzfeld, es un juego con reglas naturales diseñadas para familiarizar a los estudiantes con las reacciones nucleares y con la "geografía" general de la tabla de isótopos nucleares.
Nucleog

Nucleogenesis! da a los estudiantes práctica extensiva en manipular las reacciones nucleares porque la mecánica del juego requiere que los jugadores calculen repetidamente el resultado de reacciones nucleares, tal como decaimientos alfa y beta, y fusiones de núcleos con protones, neutrones, o partículas alfa. El tablero en sí consiste en una tabla truncada de isótopos nucleares. Durante el juego, los estudiantes se familiarizaran con la localización del "valle de estabilidad" y los modos característicos de decaimiento en ambos lados de éste. Una discusión más completa de este juego se encuentra en el Journal of Chemical Education 76, 349-352 (1999) DOI: 10.1021/ed076p349.

Nota escrita para el XV Carnaval de la física, en esta edición hospedado por Curiosidades de la Microbiología. Para unirse y leer las entradas existe una red social en Ning.

Fuentes y links relacionados