回顾：元素周期表中的元素到底是咋来的？

在我们上初中化学课时，我们都会接触元素周期表，甚至很多人还能背下来前20号元素。实际上，元素周期表在200多年前就已经有了，被誉为近代化学之父的拉瓦锡就曾经写出了他的元素周期表版本，也是人类史上第一份元素周期表。后来，又有一些人给出一些其他的版本。比如：已经非常接近元素周期表的纽兰兹的“元素八音律”周期表。

后来，我们也知道门捷拉夫拿出了一个更好的版本，这也是如今元素周期标的原型之一。但是问题来了，你有没有想过，元素周期表中的元素到底是咋来的？

这篇文章我们就来唠一唠这个话题。实际上，元素的起源和宇宙的起源、演化以及各种天体的演化有关，我们大致可以分为三段：宇宙大爆炸，恒星演化，超新星爆炸和中子星合并。

宇宙大爆炸

我们都知道，元素周期表中，氢元素和氦元素是排名最靠前的两个元素，它们也是宇宙中含量最高的元素。所有的氢元素和一部分的氦元素几乎和宇宙同龄。

根据目前的科学研究发现，在138亿年前，发生了一场大爆炸。这场爆炸是我们这个宇宙的起点，时间、空间、能量、物质就是从这场大爆炸中产生的。

在宇宙大爆炸的早期，温度特别高，宇宙中主要是高能电磁波，它们之间会互相碰撞和湮灭，然后产生正反粒子，比如：正反质子，正负电子等等。然后，每10亿对正反粒子还会发生湮灭，留下一个正物质粒子，这也是为什么如今的宇宙主要是正物质所主导的原因。

在这之后，宇宙中留下了大量的质子、中子和电子，乱成了一锅粥，这被称为等离子态，各种粒子混在一起，连光子都没有能够摆脱。由于中子的质量比较大以及只有中子不稳定，因此，形成的中子并没有质子那么多。

到了宇宙大爆炸之后38万年，宇宙的温度降到了3000开尔文，这时候光子开始在宇宙中传播，除此之外，原子结构也得以形成。一个质子和一个电子可以形成一个氢原子，而两个质子、两个个中子和两个电子可以成一个氦原子。科学家通过理论计算可以得到，氢原子和氦原子的比例是3:1。也就是说，此时宇宙中主要是氢元素和氦元素。那比氦元素的原子叙说更高的元素是从哪里来的呢？

恒星演化

我们都知道，太阳属于恒星，恒星是宇宙中的灯塔，它们可以源源不断地向外释放能量。而它们的能量来源是热核聚变反应。就像上文说到的，宇宙中主要是氢和氦。因此，恒星的主要构成物质是氢和氦。由于恒星的质量特别大，举个例子，太阳的质量就占据了整个太阳系总质量的99.86%，是太阳系绝对的霸主。

因为恒星的质量超级大，所以恒星的引力特别大，在引力的作用下，恒星的内核会受到巨大的压力，使得内核呈现等离子态。在量子隧穿效应和弱力的作用下，氢原子核的热核聚变反应就可以发生，这个过程中4个氢原子核参与反应，最终生成氦-4原子核。在整个过程中，有两条路径分别称为质子-质子反应链和碳氮氧循环。（下图中，图一就是质子-质子反应链，图二是碳氮氧循环。）

当恒星内核的氢原子核烧的差不多后，恒星的内核会在引力的作用下极度坍缩，只要质量足够大，就有可能促发氦原子核的核聚变反应，生成碳元素和氧元素。太阳就只能进行到这一步最终成为一颗白矮星，然后就会逐渐凉透。

但只要质量足够大，核聚变反应就可以一直进行下去，一直到铁元素。这是因为铁原子核是宇宙中最稳定的原子核，结合能最大。说白了就是你要掰开铁原子核是最难的。这也就使得要促发铁原子核的核聚变反应很难。这个过程是一个吸能的过程，也就是说，铁原子核的核聚变反应非但没有产生大量能量，相反需要输入大量的能量。

一般来说，很多恒星的核聚变反应都会停在铁元素之前，尤其是质量超级大的恒星，在演化的末期，几乎每一层都会产生大量不同的元素。也就是说，恒星制造了一部分的氦元素以及大量铁元素以及比铁元素原子序数小的元素。因此，恒星也被称为元素炼丹炉。那么问题来了，比铁元素元更大的元素是如何产生的呢？

超新星爆炸和中子星合并

虽然铁原子核的核聚变反应很难进行，但是在宇宙中还是存在一些恒星可以触发铁原子核的核聚变反应。这些恒星的质量一般都大于8倍太阳质量，被称为特大质量恒星。它们的引力巨大，可以提供促发铁原子核的核聚变反应所需要的能量。但铁原子核的核聚变反应被促发，恒星就会发生超新星爆炸。

在超新星爆炸过程中，就会产生一些原子序数高于铁元素的元素。但是并不是说所有的原子序数高于铁元素的元素都是依靠超新星爆炸来产生。科学家还发现，超新星爆炸之后的恒星有可能会成为一颗中子星或者黑洞。而中子星有极其偶然的机会发生合并，在合并的过程中，也会产生许多原子序数特别大的元素，比如：金和银主要就是在中子星合并过程中产生的。

总结

以上就是元素的主要来源，我们来总结一下：

• 氢元素和一部分氦元素诞生于宇宙大爆炸的早期；

• 原子序数小于等于铁元素的元素主要是通过恒星内核的核聚变反应得到；

• 原子序数大于铁元素的元素主要是依靠中子星合并得到。