Κανόνας Oddo-Harkins

Ο κανόνας Oddo-Harkins δηλώνει ότι τα χημικά στοιχεία με ζυγό ατομικό αριθμό είναι πιο άφθονα από τα γειτονικά στοιχεία περιττού ατομικού αριθμού. Για παράδειγμα, το οξυγόνο (ατομικός αριθμός 8) είναι πιο άφθονο είτε από το άζωτο (ατομικός αριθμός 7) είτε από το φθόριο (ατομικός αριθμός 9). Το ασβέστιο (20) είναι πιο άφθονο από το κάλιο (19) ή το σκάνδιο (21). Τα εύσημα για την ανακάλυψη αυτού του μοτίβου ανήκουν στον Guiseppe Oddo το 1914 και στον William Draper Harkins το 1917.

Επεξήγηση του κανόνα Oddo-Harkins

Τα άτομα σχηματίζονται όταν τα πρωτόνια και τα νετρόνια συνδέονται μεταξύ τους και σχηματίζουν έναν ατομικό πυρήνα. Για τα περισσότερα στοιχεία, αυτό συμβαίνει όταν η τεράστια θερμοκρασία, η πίεση και η βαρύτητα μέσα σε ένα αστέρι συγχωνεύουν πρωτόνια και νετρόνια μαζί. Ο ατομικός αριθμός ενός στοιχείου είναι ο αριθμός των πρωτονίων στο άτομό του.

Μια εξήγηση για την υψηλότερη αφθονία ζυγών στοιχείων είναι ότι το ήλιο (ατομικός αριθμός 2) είναι το κύριο δομικό στοιχείο για το σχηματισμό στοιχείων. Η σύντηξη πυρήνων ηλίου δημιουργεί μετέπειτα άρτια ατομικά στοιχεία. Μια άλλη εξήγηση είναι ότι ακόμη και ατομικοί αριθμοί σημαίνουν ότι τα πρωτόνια είναι ζευγαρωμένα μέσα στον πυρήνα. Η ισοτιμία κάνει τα νουκλεόνια πιο σταθερά, καθώς το σπιν του ενός πρωτονίου αντισταθμίζει το σπιν του άλλου. Τα ασύζευκτα πρωτόνια (στοιχεία περιττών αριθμών) συλλαμβάνουν πιο εύκολα ένα άλλο πρωτόνιο και σχηματίζουν ένα ζυγό άτομο.

Χημικοί και αστρονόμοι βλέπουν τον κανόνα Oddo-Harkins σε δράση όταν πεθαίνουν και εκρήγνυνται τεράστια αστέρια. Ενώ διαφορετικά αστέρια τηρούν τον κανόνα, η αναλογία στοιχείων τους διαφέρει ανάλογα με τη μεταλλικότητα του αστεριού.

Εξαιρέσεις από τον κανόνα Oddo-Harkins

Στοιχεία που χρησιμεύουν ως δύο εξαιρέσεις στον κανόνα Oddo-Harkins είναι το υδρογόνο (ατομικός αριθμός 1) και το βηρύλλιο (ατομικός αριθμός 4). Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν. Είναι πιο άφθονο από το ήλιο λόγω της δημιουργίας του στη Μεγάλη Έκρηξη. Ωστόσο, τα αστέρια συντήκουν συνεχώς υδρογόνο σε ήλιο. Στο μακρινό μέλλον, το υδρογόνο θα ακολουθεί τον κανόνα άρτιο-περιττό.

Το βηρύλλιο είναι ακόμη πιο σπάνιο από το λίθιο (ατομικός αριθμός 3) και το βόριο (ατομικός αριθμός 5), παρόλο που η πρωταρχική πηγή και των τριών στοιχείων είναι η εκτίναξη των κοσμικών ακτίνων. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το βηρύλλιο δεν ακολουθεί τον κανόνα επειδή έχει μόνο ένα σταθερό ισότοπο. Το λίθιο και το βόριο έχουν δύο σταθερά ισότοπα.

Αναφορές

• Galarza, Jhon Yana; Meléndez, Jorge; et al. (2021). «Η εκρηκτική πυρηνοσύνθεση ενός αστέρα με έλλειψη μετάλλων ως πηγή ενός ξεχωριστού περιττού-άρτιου φαινομένου στο ηλιακό δίδυμο HIP 11915». Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας:Επιστολές . 502 (1):L104-L109. doi:10.1093/mnrasl/slab010
• Harkins, William D. (1917). «Η εξέλιξη των στοιχείων και η σταθερότητα των μιγαδικών ατόμων». Journal of the American Chemical Society . 39 (5):856–879. doi:10.1021/ja02250a002
• North, John (2008). Cosmos – An Illustrated History of Astronomy and Cosmology . Παν. του Chicago Press. ISBN 978-0-226-59441-5.
• Oddo, Giuseppe (1914). «Die Molekularstruktur der radioaktiven Atome». Zeitschrift für Anorganische Chemie . 87:253–268. doi:10.1002/zaac.19140870118