太阳系还有什么地球上没有的金属？ 第1页

截至目前，总共有119种元素被发现，在地球上可以找到的最重的元素是原子序数为94的钚（理论上存在极微量，但还是可能探测的，但低得无法提纯利用。），能成矿的最重元素是92号的铀。 因此，化学界将原子序数为93的镎， 以及之后的所有元素， 都称为 “超铀元素” 。

由于超铀元素都有放射性，而且有随着原子序数越大半衰期越来越短的趋势，95号镅及之后的元素就算在地球形成之初曾经存在过，但现在也会衰变得残余量极少以至完全无法探测。

超新星是可能生成超铀元素的，但95号及之后的元素经历了漫长星际旅行后达到太阳系时含量几乎低得无法探测了。

不请自来。

首先，我们需要知道的是元素周期表中的各种元素都是怎么来的，以及如何才算做是稳定的元素能够存在。

按照主流猜想，在宇宙大爆炸后极短的时间内，大量浆糊一般的基本粒子渐渐冷却并形成了第一批原子。

而组成原子的第一批质子/中子和电子们可选的结合路径并不多。

1、绝大多数都形成了一个质子和一个电子的氕，少数形成了氘、氚、氦3和氦4，还有极少量的锂。

2、以当时宇宙的热度，更重的元素无法形成。而游离的质子/中子的热运动速率也不足以突破原子外层。

3、游离的质子一般都寻找到了一个电子形成了稳定的氢，所以这种最简单需要能量最低的配对也最多。

4、游离的中子半衰期只有15分钟左右，根本撑不到现在。

在此之后的130亿年时间内，可以创造新元素的方式只有以下几种：

1、恒星燃烧。主序星阶段恒星自身内部的热核聚变可以将四个氢合成为一个氦（注意，这里说的都是原子核，在电浆状态下电子与原子核是剥离的），这和氢弹中的反应是不同的，主要原因是氢弹无法提供这么高的热度，次要原因是氢弹所需的元素更稀有但反应条件更简单。

在恒心内部的绝大多数氢耗尽后，以当时聚变产生的热度无法继续进行接下来的氦聚变，这时恒星就会因为自身引力相对聚变产生的热运动更大而向内迅速坍缩。这巨大的引力势能瞬间启动了氦聚变，恒星再次被点亮（即氦闪），恒星正式走出主序星阶段。（从这里也可以看出，一开始宇宙元素形成阶段的温度远不如恒星内部聚变温度）

而在此之后这个过程将视恒星质量大小不断循环，从氢H到氦He，再到碳C/氧O，再到硅Si等等，最后到铁Fe。我们亲爱的太阳只能到碳氧阶段。（需要注意的是，并不是所有Fe之前的二十多个元素都是聚变形成的，恒星内部热核聚变只形成其中一部分，而剩下的多数是之后过多中子的元素裂变形成的，比如氮N多数是由氧O裂变形成的。）而随着时间推移，不稳定的元素（半衰期短的同位素）会渐渐衰变，剩下的就是稳定的了。而这些稳定的原子又会互相结合成稳定的分子等等。

这里需要提到一个词，结合能。通俗的理解结合能越小，聚变形成它就越容易。按照元素周期表的顺序，由于原子核增大，中子也增多，各种元素的结合能是越来越大的。

通俗的讲给有高中化学基础的人来说，就是恒星聚变能够进行的前提是自身反应放热，放出的热量抵抗自身的引力。这一步一步的循环反应放出的热量越来越少，所以小质量恒星只能到氦，很大质量恒星可以最后走到铁。而铁聚变开始是吸热反应，所以恒星再大其自身引力坍缩也点燃不了铁聚变。

2、但是！恒星太大的话，在铁聚变之后的引力坍缩会压爆原子结构，将电子压进质子中，形成中子星。这个临界点叫做“钱德拉塞卡极限”。在这时，突然爆炸般的能量释放会吹散恒星的外层物质并点燃，形成超新星。吹散的物质中就会开始极其短暂的超过Fe元素的聚变反应。而我们遇到的所有超过Fe的元素都是这样形成的。（当然，黑洞的形成也有这么抛射的过程，还有其他的稀有天文现象）同样，合成的同位素种类多种多样，能活到我们能见到它的却不多。

3、最后一种元素合成方式就是人类自己的探索了，元素周期表标红的都是放射性元素，愿往后一般来说半衰期越短。基本上从90多号100来号左右就都是人工合成的了。

所以总结来说，放眼太阳系都算小，放眼宇宙。

能够合成的同位素数不胜数，地球不会都有；

能够稳定存在的同位素全宇宙都是，地球理论上都不会缺，只是丰度不同；

地球上人工合成的元素，宇宙不见得没有，但是基本上都活不到我们能看见它。

以上要是有大的理论错误基本上教科书就要重新写了，要是有小错误基本上都是我知识掌握问题，欢迎指正。

补充：

1、为什么越重的元素越不稳定：

原子核是由质子和中子构成，质子带正电中子不带电。把两个质子粘到一起很不简单，他们俩互相的斥力会很轻松把互相崩飞。这时候需要中子在其中做黏合剂，强相互作用力的力程只够作用到贴脸的质子/中子，以此形成稳定的原子核。而元素越重，需要的中子就越多，原子核就越冗杂，就越容易裂变。

2、关于地球上的元素丰度。

主要有两点，地球引力有限，过轻的分子其热运动就能逃脱地球引力，比如游离的氢。所以地球上氢气很少，木星上就挺多。基本上两倍以上地球质量就可以富集氢了。

还有就是太阳系周围的元素丰度，这个就没法细说了，都是太阳系形成之前的事。

至于同样不重的氦3，地球上不多，月壤里一堆，这是为什么。抱歉，学识有限，并不清楚。（感谢评论区 @拼音佳佳 的补充，氦3来自于太阳，由于月球没有大气所以沉积在月壤中，而地球有大气所以靠自身热运动便容易逃逸）

3、前边说的稍微有些文不切题，这里说一下太阳系中的元素丰度。

太阳，我们亲爱的恒星，被认为是宇宙中第三代（也有说第二代的）恒星。按照我之前说的宇宙中元素的形成那里，可以知道第一代恒星基本全都是氢，而且不乏有很多很多超大质量恒星，这些恒星燃烧极为迅速，几百万年上千万年时间就能迅速走完主序星阶段，而这种恒星通常也会最终形成黑洞，同样也是这种恒星为我们提供了诸如金银铜这些超铁元素。

而在太阳系形成之前，太阳系的地方也是一堆浆糊，主要是氢，也有不少其他的元素，不过这里需要注意的是，这时候的各类元素就不再是单个原子之类的了。各类非氢氦元素就会倾向于与周围最富集的元素（氢）形成较稳定的化合物。比如碳C会大量形成甲烷CH4，氮会大量形成氨NH3，当然氮气N2这种双原子分子也很稳定所以也会有不少，氧由于其活性多形成冰H2O或者各种含氧盐类化合物（比如岩石中的二氧化硅SiO2，以及各类硅酸盐）

这时候可能是太阳系中的这些星际尘埃一点点靠引力聚集，也可能是周围有个超新星爆发造成的引力波动，或者路过了个大恒星什么的。太阳系这些星际尘埃开始聚集，中心形成了太阳，周边形成了行星。

和各类势能的作用一样，重一些的化合物会更快地坠入引力势阱，轻一些的化合物在外围比较多，但是由于到处都是大量的氢，所以氢在哪都不会少。所以岩石为基础的类地行星在内侧，巨星气态行星和冰巨星在外侧。要说太阳刚形成的时候全是氢没有其他金属，那是不可能的，但是太阳一旦开始燃烧，其内部就都是等离子态了，有些什么其实也无所谓了的，虽然从太阳光谱中也是能看出来的。（这里再补充一下，可以更直观地了解星际尘埃引力坍缩出一个太阳有多难。大概一个大体育场的内部空间那么多的一个大气压的氢气，差不多应该都汇集到一个乒乓球那么大，就能靠自身引力启动氢核聚变了）

也正是太阳在自身引力作用下启动了氢核聚变，这第一股太阳风把周围的星际尘埃直接吹散了，所以也就造成了类地行星氢不多的现象，而巨行星由于其自身巨大的引力能够清理自身轨道同时也能富集氢。

所以出现了以铁镍为核心、轻一些的硅酸盐为外壳的四大类地行星（水星由于各种原因可能外壳被剥离所以铁核很大很大，而硅酸盐地壳几乎没有）。以氢为主的木星土星，还有甲烷和氨为主的天王星海王星。

后来太阳燃烧稳定了，太阳风也稳定了，就出现了现在这种太阳系内基本上海王星以内“晴空万里”没有星际尘埃的状态。而太阳风吹不太走的基本都留在了太阳系边缘的奥尔特云。而太阳风作用的尽头就是两个“旅行者号”探测器刚刚越过的太阳系边界。

所以如果说在太阳系内元素丰度的话，其实最好从化合物角度说，内部的类地行星中相对分子量大的化合物应该会多一些，但是这些行星质量也不大，所以也不见得会有多么多。外侧巨行星由于巨大的质量，同时也会富集各种他能碰到的东西。还有就是类地行星没有氢其实更主要的是自己吸引不住......╮(╯▽╰)╭

以上第三条补充的部分可能会有一些错误，因为关于太阳系刚形成10亿年内的所谓“后期重轰炸期”的历史我不是很了解，这段时间由于木星土星的引力共振可能导致了一系列的行星轨道位移现象。

这里附上一位大佬对柯伊伯带和奥尔特云解释的文章。https://www.zhihu.com/question/22169033/answer/548527916