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und damit Rekombinationen von Atomkernen und Elektronen möglich waren.

Alle schwereren Atome werden durch verschiedene Prozesse der Kernfusion erzeugt. Die wichtigsten sind dabei die der Nukleosynthese, bei denen in Sternen zunächst Helium, anschließend auch schwerere Elemente bis zum Eisen gebildet werden. Seltener sind die Spallation, die bei der Entstehung von Li wichtig ist, der in Supernovae ablaufende r-Prozess und der s-Prozess, der in AGB-Sternen abläuft. Durch diese beiden Prozesse können auch schwerere Elemente als Eisen entstehen. Weiterhin spielen radioaktiver Zerfälle eine Rolle für die Synthese verschiedener Elemente und Isotope.

Vorkommen und Verteilung

Häufigkeiten von Elementen im Universum

Atome bilden nach dem Lambda-CDM-Modell mit einer mittleren Dichte von 0,25 Atome/m 3 etwa 4,6 % der Energiedichte des beobachtbaren Universums. Der Rest setzt sich aus etwa 23 % dunkler Materie und 72 % dunkler Energie, sowie Neutrinos zusammen, deren Natur jedoch noch weitgehend unklar ist. Innerhalb einer Galaxie wie der Milchstraße ist die Konzentration von Atomen viel höher, nämlich zwischen 10 5 und 10 9 Atome/m 3 im interstellaren Medium (ISM). Die Sonne befindet sich in der weitgehend staubfreien lokalen Blase, daher ist die Dichte in der Umgebung des Sonnensystems nur etwa 10 3 Atome/m 3 .

In der Verteilung der unterschiedlichen Elemente dominiert im Universum mit Abstand Wasserstoff, danach folgt das um etwa eine Zehnerpotenz seltenere Helium. Alle schwereren Elemente sind deutlich seltener und machen nur einen kleinen Teil der im Universum vorhandenen Elemente aus.

Die Häufigkeiten dieser Elemente werden dabei von den verschiedenen Mechanismen der Nukleosynthese bestimmt.

Sterne bilden dichte Wolken im interstellaren Medium und die Entwicklungsprozesse von Sternen sorgen für eine ständige Anreicherung des interstellaren Mediums mit schwereren Elementen als Wasserstoff und Helium. Bis zu 95 % der Atome in der Milchstraße sind in Sternen konzentriert und die Gesamtmasse der Atome macht etwa 10 % der Masse der Milchstraße aus, wobei der Rest der Masse von dunkler Materie herrührt.

Auf der Erde überwiegen im Gegensatz zum Universum die schweren Elemente, da Wasserstoff und Helium im Sonnensystem vorwiegend in der Sonne und den Gasplaneten enthalten sind. Die häufigsten Elemente sind Sauerstoff, Eisen, Silicium und Magnesium. Dabei besteht der Erdkern vorwiegend aus Eisen, während in der Erdkruste Sauerstoff und Silicium in Form von Silicaten dominieren.

Bestandteile des Atoms

Ein Atom ist aus zwei unterschiedlichen Bestandteilen aufgebaut, einem positiv geladenem Atomkern, der im Vergleich zum gesamten Atom sehr klein ist und fast die gesamte Masse des Atoms besitzt, sowie der Atomhülle, die aus negativ geladenen Elektronen besteht.

Atomkern

Aufbau

Die Bindungsenergie, die aufgebracht werden muss um ein Nukleon aus dem Atomkern zu lösen, für verschiedene Isotope.