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L'oro è un elemento chimico facilmente riconoscibile dal suo colore giallo metallizzato. È prezioso per la sua rarità, resistenza alla corrosione, conducibilità elettrica, malleabilità, duttilità e bellezza. Se chiedi alle persone da dove proviene l'oro, la maggior parte dirà che lo ottieni da una miniera, raccogli i fiocchi in un ruscello o lo estrai dall'acqua di mare. Tuttavia, la vera origine dell'elemento precede la formazione della Terra.
Key Takeaways: come si forma l'oro?
- Gli scienziati credono che tutto l'oro sulla Terra si sia formato nelle supernovae e nelle collisioni di stelle di neutroni avvenute prima che si formasse il sistema solare. In questi eventi, l'oro si è formato durante il processo r.
- L'oro affondò nel cuore della Terra durante la formazione del pianeta. È accessibile solo oggi a causa del bombardamento di asteroidi.
- Teoricamente, è possibile formare l'oro attraverso i processi nucleari di fusione, fissione e decadimento radioattivo. È più facile per gli scienziati trasformare l'oro bombardando l'elemento mercurio più pesante e producendo oro attraverso il decadimento.
- L'oro non può essere prodotto tramite chimica o alchimia. Le reazioni chimiche non possono cambiare il numero di protoni all'interno di un atomo. Il numero di protoni o il numero atomico definisce l'identità di un elemento.
Formazione di oro naturale
Mentre la fusione nucleare all'interno del Sole produce molti elementi, il Sole non può sintetizzare l'oro. La notevole energia necessaria per produrre l'oro si verifica solo quando le stelle esplodono in una supernova o quando le stelle di neutroni si scontrano. In queste condizioni estreme, si formano elementi pesanti attraverso il rapido processo di cattura dei neutroni o il processo r.
Una supernova ha abbastanza energia e neutroni per sintetizzare l'oro. gremlin / Getty Images Dove si trova l'oro?
Tutto l'oro trovato sulla Terra proveniva dai detriti delle stelle morte. Mentre la Terra si formava, elementi pesanti come ferro e oro affondarono verso il nucleo del pianeta. Se non si fosse verificato nessun altro evento, non ci sarebbe oro nella crosta terrestre. Ma, circa 4 miliardi di anni fa, la Terra fu bombardata da impatti di asteroidi. Questi impatti agitarono gli strati più profondi del pianeta e costrinsero dell'oro nel mantello e nella crosta.
Si può trovare dell'oro nei minerali di roccia. Si presenta come scaglie, come puro elemento nativo e con argento nell'elettrum naturale della lega. L'erosione libera l'oro da altri minerali. Poiché l'oro è pesante, affonda e si accumula nei corsi d'acqua, nei depositi alluvionali e nell'oceano.
I terremoti svolgono un ruolo importante, poiché una faglia che si sposta decomprime rapidamente l'acqua ricca di minerali. Quando l'acqua vaporizza, le vene di quarzo e oro si depositano sulle superfici rocciose. Un processo simile si verifica all'interno dei vulcani.
Quanto oro c'è nel mondo?
La quantità di oro estratto dalla Terra è una piccola frazione della sua massa totale. Nel 2016, gli Stati Uniti Geological Survey (USGS) hanno stimato 5.726.000.000 di once troy o 196.320 tonnellate statunitensi prodotte dagli albori della civiltà. Circa l'85% di questo oro rimane in circolazione. Poiché l'oro è così denso (19,32 grammi per centimetro cubo), non occupa molto spazio per la sua massa. In effetti, se avessi sciolto tutto l'oro estratto fino ad oggi, finiresti con un cubo di circa 60 piedi di diametro!
Tuttavia, l'oro rappresenta alcune parti per miliardo della massa della crosta terrestre. Sebbene non sia economicamente fattibile estrarre molto oro, ci sono circa 1 milione di tonnellate d'oro nel primo chilometro della superficie terrestre. L'abbondanza di oro nel mantello e nel nucleo è sconosciuta, ma supera notevolmente la quantità nella crosta.
Sintetizzare l'elemento oro
I tentativi degli alchimisti di trasformare il piombo (o altri elementi) in oro non hanno avuto successo perché nessuna reazione chimica può cambiare un elemento in un altro. Le reazioni chimiche comportano un trasferimento di elettroni tra elementi, che possono produrre ioni diversi di un elemento, ma il numero di protoni nel nucleo di un atomo è ciò che definisce il suo elemento. Tutti gli atomi di oro contengono 79 protoni, quindi il numero atomico di oro è 79.
È possibile trasformare il mercurio in oro rendendolo instabile e quindi decade. JacobH / Getty Images Fare oro non è semplice come aggiungere o sottrarre direttamente protoni da altri elementi. Il metodo più comune per cambiare un elemento in un altro (trasmutazione) è quello di aggiungere neutroni a un altro elemento. I neutroni cambiano l'isotopo di un elemento, rendendo potenzialmente gli atomi abbastanza instabili da rompersi attraverso il decadimento radioattivo.
Il fisico giapponese Hantaro Nagaoka ha sintetizzato per la prima volta l'oro bombardando il mercurio con neutroni nel 1924. Mentre la trasmutazione del mercurio in oro è più semplice, l'oro può essere ricavato da altri elementi, persino il piombo! Scienziati sovietici trasformarono accidentalmente la protezione di piombo di un reattore nucleare in oro nel 1972 e Glenn Seabord trasmutò una traccia di oro dal piombo nel 1980.
Le esplosioni di armi termonucleari producono catture di neutroni simili al processo a R nelle stelle. Mentre tali eventi non sono un modo pratico per sintetizzare l'oro, i test nucleari hanno portato alla scoperta degli elementi pesanti einsteinio (numero atomico 99) e fermio (numero atomico 100).
fonti
- McHugh, J. B. (1988). "Concentrazione di oro in acque naturali". Journal of Geochemical Exploration. 30 (1-3): 85-94. DOI: 10.1016 / 0375-6742 (88) 90.051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597-598. doi: 10.1007 / BF01505547
- Seeger, Philip A .; Fowler, William A .; Clayton, Donald D. (1965). "Nucleosintesi di elementi pesanti di Neutron Capture". La serie di integratori di riviste astrofisiche. 11: 121. doi: 10.1086 / 190111
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