Warum ist Eisen das stabilste Metall? Sind Gold und Silber, die danach kommen, nicht stabiler als es?

Durch die große Explosion beim Tod der Sonne entstanden weitere Elemente. Unter diesen Elementen gilt Iridium aus der Platingruppe allgemein als dasjenige mit den stabilsten chemischen Eigenschaften als Metall.

Iridium: Ordnungszahl 77, Atomgewicht 192,22. Der Elementname stammt aus dem Lateinischen und bedeutet ursprünglich „Regenbogen“. Es wurde 1803 vom britischen Chemiker Tennant, dem französischen Chemiker Descoti und anderen entdeckt.

Ein typisches Merkmal der stabilen chemischen Eigenschaften von Metallen ist, dass Säuren ihnen nichts anhaben können. Iridium kann nicht nur durch gewöhnliche Säuren nichts anhaben, auch die Königin der Säuren, das Königswasser, dem man nachsagt, es könne alles korrodieren, hat im Grunde keine Wirkung darauf. Nur das schwammartige Iridium löst sich langsam in heißem Königswasser auf.

Einfach ausgedrückt: Die äußere Elektronenanordnung von Metallatomen geht nicht so leicht verloren. Das Elektronenanordnungsverhältnis außerhalb des Goldkerns beträgt 5d106s1. Es hat 6 Elektronenschichten und die äußerste Schicht hat nur ein Elektron! Logischerweise sollte dieses Elektron sehr leicht verloren gehen! Tatsächlich wird die Stabilität einiger Elemente jedoch nicht nur von der äußersten Schicht beeinflusst, sondern auch die drei unteren Elektronenschichten haben einen großen Einfluss! Daher handelt es sich auch hierbei um Valenzelektronen (als Valenzelektronen werden die Elektronen außerhalb des Atomkerns bezeichnet, die mit anderen Atomen interagieren und dabei chemische Bindungen eingehen können)! Um die chemischen Eigenschaften von Goldatomen zu ändern, müssen sich daher nicht nur die Valenzelektronen der sechsten Schicht, sondern sogar der fünften Schicht ändern! Um jedoch die fünfte Elektronenschicht im Goldatom zu verändern, muss eine enorme Menge Energie absorbiert werden, um die Bedingungen zu erfüllen! Dieser Zustand kann unter den meisten natürlichen Bedingungen nicht erreicht werden, daher ist das Goldelement sehr stabil!

Obwohl die chemischen Eigenschaften von Eisen instabil sind, ist sein Atomkern sehr stabil. Dies liegt daran, dass Eisen in der Natur hauptsächlich als Eisen-56 vorkommt und die Anzahl der Neutronen und Protonen in Eisen-56 jeweils eine gerade Zahl ist.

Darüber hinaus beträgt die Anzahl der Neutronen im Eisen 30 und die Anzahl der Protonen 26, was einem Verhältnis von eins zu eins entspricht. Diese beiden Gründe machen den Eisenkern stabil.

Dann gibt es noch einen weiteren Punkt. Wir alle wissen, dass Elemente, die leichter als Eisen sind, bei der Fusion Energie freisetzen, während Elemente, die schwerer als Eisen sind, bei der Spaltung Energie freisetzen. Unabhängig davon, ob es sich bei Eisen um Fusion oder Spaltung handelt, muss es Energie absorbieren, daher ist Eisen 56 das stabilste …

Eisen ist das sechsthäufigste Element im Universum, und dafür gibt es einen Grund. Dies liegt daran, dass Eisen der Endpunkt vieler Sterne ist. Um es ganz deutlich zu sagen: Eisen ist tatsächlich eine Hürde, die viele Sterne nicht überwinden können. Warum sagst du das? Warum haben Sterne eine Beziehung zu Eisen?

Dies beginnt eigentlich schon bei den Eigenschaften der Sterne. Wenn wir die Beziehung zwischen Sternen und Elementen in einem Satz zusammenfassen müssten, müsste dieser lauten: Sterne sind der Alchemieofen der Elemente. Im Universum machen Wasserstoffatome mehr als 70 % aller Elemente im Universum aus, der größte Teil des Restes ist Helium und weniger als 1 % sind andere Elemente. (Dies bezieht sich auf bekannte Materie, ohne Berücksichtigung von dunkler Materie und dunkler Energie)

Eisenkerne absorbieren Energie unabhängig von Kernspaltung oder Kernfusion, da sie die stabilsten Kerne sind. Die Stabilität der Atomkernstruktur wird durch zwei Kräfte bestimmt, nämlich die Kernkraft (starke Wechselwirkung mit der Schwerkraft) und die Coulomb-Kraft (elektromagnetische Kraft). Im Atomkern tragen die Protonen die gleiche elektrische Ladung, sodass die Coulomb-Kraft dazu führt, dass sich die Protonen gegenseitig abstoßen. Da jedoch zwischen Protonen und Neutronen eine Kernkraft besteht, klebt diese die Protonen und Neutronen wie Klebstoff aneinander und verhindert, dass sich die Protonen gegenseitig abstoßen und trennen, was zum Zerfall des Atomkerns führt. Aus diesem Grund müssen Neutronen vorhanden sein, um schwere Atomkerne zu bilden.

Allerdings erleichtert die äußere Elektronenkonfiguration des Eisens dem Eisen den Verlust von Elektronen und die Bildung von Verbindungen mit verschiedenen Substanzen. Doch egal, wie Eisen reagiert, es bleibt elementares Eisen und daran ändert sich nichts. Darüber hinaus ist der Eisenkern kleiner als der von Gold und steht erst am Anfang der endothermen Kernfusionsreaktion. Die elektromagnetische Kraft, die starke Kraft und die schwache Kraft im Kern befinden sich im stabilsten Gleichgewichtszustand. Daher ist es für Eisenkerne schwierig, eine Kernspaltung durchzuführen. Mit zunehmender Ordnungszahl des Goldes gerät jedoch das Gleichgewicht zwischen diesen drei Kräften ins Wanken, die elektromagnetische Kraft wird immer stärker und damit auch die Stabilität immer geringer, und die Halbwertszeit ist deutlich geringer als die von Eisen. Aus rein elementarer Sicht ist Gold daher nicht so gut wie Eisen.

Niemand hat je behauptet, dass Eisen stabil sei, geschweige denn das „stabilste“. Iridium gilt allgemein als das chemisch stabilste Metall. Gold ist das stabilste der gängigen Metalle.

Bei Eisen setzen bei der Kernfusion die Elemente vor dem Eisen Energie frei. Bei der Fusion von Eisen und den nach Eisen folgenden Elementen wird nicht nur keine Energie freigesetzt, sondern es wird stattdessen Energie absorbiert. Dies führt zu einem relativ hohen Eisengehalt im Universum. Eisen kann lediglich als Trennpunkt betrachtet werden und hat nichts mit Stabilität zu tun.

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