Was ist das seltenste Element des Universums?
12 Antworten
Scherzantworten hast Du ja bereits genug. ;-)
Das kann man so nicht sagen, weil die chemischen Elemente ja prinzipiell unbegrenzt sind, auch wenn sie immer kurzlebiger werden — aktuell hat man es in den Labors bis ca. Nummer 120 geschafft, die Dinger herzustellen und nachzuweisen. Alle davon „kommen in der Natur nicht vor“, aber das darf man nicht wörtlich nehmen: Dauernd entstehen durch Zusammenwirken von Zufällen irgendwo einzelne Atome davon, die dann zerfallen, ohne daß ein Physiker vor Ort gewesen wäre.
(So galt einmal die These, Plutonium komme nicht in der Natur vor — inzwischen weiß man, daß es sich in irgendwelchen Mineralien durch Beschuß mit kosmischen Höhenstrahlen bildet, aber eben in völlig irrelevanten Mengen)
Und wenn Dir der Liebe Gott verraten würde, daß sich von 8 Milliarden Jahren in einer weit, weit entfernten Galaxis zufällig ein Atom des Elementes #259 gebildet hat, das dann eine Nanosekunde später zerstrahlt ist und daß es im gesamten beobachtbaren Universum nie ein zweites Atom dieses Elements gegeben hat — wärst Du dann mit dieser Antwort zufrieden oder würdest Du sie nicht eher als völlig irrelevant abtun?
Für mich wäre es irrelevant. Nicht irrelevant ist dagegen die Häufigkeit einigermaßen sinnvoller chemischer Elemente, und die Liste findest Du hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Abundance_of_the_chemical_elements#Abundance_of_elements_in_the_Universe
Beachte, daß man gute Daten nur fürs Sonnensystem hat, nicht fürs ganze Universum.
Wahrscheinlich die schnell zerfallenden Elemente am Ende des Periodensystems. Ununseptium und die beiden, die davor und danach kommen.
"... das allerseltenste chemische
Element ist Astat (Kürzel: At). Es ist ein Halogen und somit ein
Verwandter von Chlor und Jod. Es kommt aber schätzungsweise nur zu
0,0000000000000000000000003 Gewichtsprozent in der Erdhülle vor – also
in den obersten 16 Kilometern der Erdkruste und der Atmosphäre.
Zum
Vergleich: Der Anteil von Gold und Platin an der Erdhülle beträgt
jeweils 0,0000005 Prozent, der von Dysprosium liegt sogar bei 0,004
Prozent. Des Rätsels Lösung um die außergewöhnliche Rarität des Elements
Astat – es gibt nur einige Billionstel Gramm in der Erdhülle – ist die
Tatsache, dass es instabil ist, binnen kurzer Zeit zerfallen und damit
verschwunden ist. Astat gibt es nur deshalb, weil auch einige
Uranisotope instabil sind und ihrerseits nach und nach zu Astat
zerfallen ..."
(von den natürlich vorkommenden Elementen)
http://www.welt.de/wissenschaft/article13578653/Astat-ist-das-seltenste-Element-auf-der-Erde.html
Und das ist auch noch ein ungeradzahliger Kern, solche Elemente sind normalerweise seltener. Möglicherweise ist es so häufig, weil es leicht ist und oben schwimmt !
Zitat von derastronom: „weil auch einige Uranisotope instabil sind“
Einige? Alle Uran-Isotope sind instabil.
Die Halbwertszeit sind aber relativ unterschiedlich: Uran-238 hat mit 4,468 Milliarden Jahren die längste Halbwertszeit. Uran-235 (welches als Kernbrennstoff genutzt wird) hat eine Halbwertszeit von 703,8 Millionen Jahren, bei Uran-236 sind es 23,42 Millionen Jahre und bei Uran-234 245500 Jahre.
Daher besteht das Uran in der Erdkruste zu 99,27 % aus Uran-238, zu 0,72 % aus Uran-235, die übrigen kommen nur in kleinen Spuren vor.
Danke, das ist natürlich korrekt. Dieser Teil des zitierten Absatz meint wohl etwas schlampig formuliert alle Isotope mit kürzerer Halbwertszeit als Uran-238.
Kann man denn Rückschlüsse ziehen von den Elementen auf der Erde und denen im "gesamten" Universum ?
Ja, das kann man nicht nur, man muss es sogar, da die Naturgesetze für das gesamte Universum in gleicher Weise gültig sind. Natürlich kann die Häufigkeit anderswo anders aussehen, LG
ja, wir müssen das tatsächlich. Aber weil wir keine Alternative haben. ("Ob die kleinen Regelmäßigkeiten, die wir hier auf der Erde beobachten, auch in den Tiefen des Weltalls gelten, vermögen wir nicht zu beurteilen." (Gedächtniszitat) - wir nehmen dies an, um das Weltall überhaupt beschreiben zu können.)
Je schwerer ein Element ist, desto seltener kommt es natürlich vor. Von daher würde ich tippen das z. B. darmstadtium das seltenste ist, vorallem da es nur künstlich erzeugt wird ;)
So richtig genau weiß man es nur für unser Sonnensystem:
Technetium und Promethium findet man in der Sonnensystem nicht, sie haben kein stabiles Isotop. Das seltenste stabiles Element im Sonnensystem ist Tantal.
Unser Sonnensystem ist aber nicht unbedingt repräsentativ für das gesamte Universum. In großen roten Riesensternen , bei Supernovas oder bei der Kollision von Neutronensternen entstehen auch radioaktive Elemente mit kürzeren Halbwertszeiten:
https://de.wikipedia.org/wiki/Nukleosynthese
https://de.wikipedia.org/wiki/Nukleosynthese#Entstehung_schwerster_Elemente_in_Supernovae
https://en.wikipedia.org/wiki/Nucleosynthesis#Neutron_star_collision
http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2020/06/26/sternengeschichten-folge-396-technetium/
Technetium wird im Inneren von Sternen gebildet und kommt in Roten Riesen vor.
Grundsätzlich kann man bei den sehr schweren radioaktiven Elementen im Periodensystem (PSE) sagen, je schwerer ein Element (je höher die Nummer im PSE), desto seltener wird man es wahrscheinlich im Universum finden, weil die Halbwertszeit sehr kurz ist. Z. B. die Elemente Oganesson und Tenness werden vermutlich extrem selten im Universum vorkommen, denn falls diese irgendwo gebildet werden, sind sie in wenigen Sekunden schon wieder komplett in andere Elemente zerfallen.
Von den etwas leichteren radioaktiven Elementen ist Astat sehr selten:
https://www.welt.de/wissenschaft/article13578653/Astat-ist-das-seltenste-Element-auf-der-Erde.html
Zitat: „Des Rätsels Lösung um die außergewöhnliche Rarität des Elements Astat – es gibt nur einige Billionstel Gramm in der Erdhülle – ist die Tatsache, dass es instabil ist, binnen kurzer Zeit zerfallen und damit verschwunden ist. Astat gibt es nur deshalb, weil auch einige Uranisotope instabil sind und ihrerseits nach und nach zu Astat zerfallen.“
Da das Universum fast nur aus Materie besteht, könnte man annehmen, dass Elemente, die komplett aus Antimaterie bestehen, sehr selten sein werden z. B. Antiwasserstoff (Atomkern besteht aus 1 Antiproton, die Atomhülle aus 1 Positron). Noch seltener als Antiwasserstoff sind wahrscheinlich schwerere Antimaterie-Elemente wie Antihelium, Antilithium, Antiberyllium, ... Antiblei usw., deren Atomkerne aus Antiprotonen und Antineutronen bestehen.
ich war richtig verblüfft zu erfahren, dass nach Sauerstoff und Silizium das dritthäufigste in der Erdhülle vorkommende Element (Atmosphäre bis in 16 Km Tiefe), auf den Massenanteil (ppmw) bezogen, und in der Erdkruste das häufigste Metall Aluminium ist...