عناصر شگفت انگیز

یک عنصر ماده ای است که مولکول آن تنها از یکنوع اتم تشکیل شده است. عناصر ساده ترین شکل ماده بی جان بشمار می روند. گرچه جهان از بی شمار نوع ماده مرکب ساخته شده اما آجرهای ساختمانی آنها همین عناصر هستند که تعداد آنها محدود و در حدود 103 عدد است. از این تعداد تقریبا از عنصر 93 به بعد بسیار ناپایدار محسوب می شوند و طول عمر ناچیزی دارند.

بهترین روش طبقه بندی عناصر توسط دیمیتری ایوانیچ مندلیف دانشمند روسی در سال کشف شد که به نام جدول تناوبی موسوم گشت. در این جدول عناصری که دریک ستون قرار می گیرند ساختار الکترونی و خواص مشابهی دارند. از این گذشته بعدها معلوم گشت جدول تناوبی ساختار شگفت انگیز دیگری نیز دارد و اطلاعات بسیاری در مورد روند تغییر کمیت های فیزیکی مربوط به عناصر از آن می توان استخراج کرد.

جدول زیر فراوانی برخی عناصر مهم را در کل جهان هستی نشان می دهد. چنانچه دیده می شود هیدروژن و هلیوم فراوانترین عناصر هستند و تقریبا بیشتر پیکره ستارگان از این دو عنصر ساخته شده است (جداول این مقاله از کتاب علم مواد Brian S Mitchell اقتباس شده است).

اما در پوسته زمین اوضاع کاملا فرق می کند و اکسیژن مقام اول را به خود اختصاص می دهد بطوریکه تقریبا نیمی از اتمهای سازنده پوسته زمین اکسیژن هستند. هلیوم یکی از آخرین مکانها را به خود اختصای می دهد به همین دلیل استخراج هلیوم از پوسته زمین تقریبا غیر ممکن است.

در غیاب اکسیژن، در دمای 16 درجه سانتی گراد بیشتر عناصر جامدند (جدول زیر) اما در دمای 3506 درجه سانتی گراد تنها کربن می تواند حالت جامد خود را حفظ کند و بسیاری از عناصر حتی آهن و روی نیز به شکل گازی درآمده اند (جدول زیر و دورتر).