Elemento mais abundante no Universo
O elemento químico mais abundante no Universo é o hidrogênio (H). Estima-se que ele constitui 75% da massa de toda matéria e que representa 93% dos átomos do cosmo. Ele é também o elemento químico mais simples e mais leve, com apenas um próton no núcleo e um elétron em sua eletrosfera.
Já na Terra, o hidrogênio é o nono elemento em abundância e é responsável por 0,9% da massa de nosso planeta*. Ele aparece na forma gasosa (H2), sendo incolor, inodoro, insípido e inflamável, e aparece também combinado com outros componentes, formando ácidos e bases, estando presente na água, em gases vulcânicos, além de formar várias substâncias orgânicas, tais como proteínas, carboidratos e combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural).
Na natureza, o hidrogênio pode ocorrer em três formas isotópicas, hidrogênio (possui 1 próton), deutério (possui 1 próton e 1 nêutron) e trítio (possui 1 próton e 2 nêutrons, além de ser radioativo). A porcentagem de cada um na natureza é:
H → 99,985%
D → 0,015%
T → traços
Um aspecto relevante para a sua abundância no Universo é que esse elemento é o principal combustível de formação e manutenção da vida das estrelas. Nesses astros, incluindo o nosso Sol, ocorrem reações de fusão, ou seja, a união de núcleos leves que formam um núcleo maior e mais estável, liberando grande quantidade de energia.
No Sol, a fusão do hidrogênio possivelmente ocorre de acordo com o mecanismo a seguir:
Observe que ocorre a união de quatro prótons para formar o núcleo de um átomo de hélio, ocorrendo a liberação de pósitrons. Para que essa reação ocorra, é necessária uma grande quantidade de energia, que é conseguida no Sol com temperaturas elevadíssimas, na ordem de 100 milhões de graus Celsius.
Além disso, quando as estrelas morrem, elas ejetam esses elementos químicos, que se misturam ao material interestelar para formar novas estrelas e outros corpos celestes, incluindo planetas.
O segundo elemento químico mais abundante no Universo é também o segundo mais leve, o hélio, que constitui 23% da massa do Universo visível. Isso significa que somente o hidrogênio e o hélio correspondem a 98% da massa de todo o Universo.
Cerca de 20% do hélio do Universo está nas estrelas, sendo formado no processo de fusão do hidrogênio já explicado. Quanto ao nosso planeta, ele compõe 0,000001% de sua massa.
Muitos cientistas aceitam a teoria de que o hidrogênio se formou no big bang, que acreditam ser uma grande explosão que ocorreu há uns 15 bilhões de anos em resultado da grande concentração da matéria e energia cósmica. Medições astrofísicas são feitas para identificar vestígios dessa explosão e fornecer informações sobre as mudanças que a matéria original do Universo sofreu com o passar do tempo. Uma dessas seria com respeito à composição química homogênea do Universo, em que a relação das massas de átomos de hidrogênio e hélio é de 3 :1, ou seja, 3 g de H para cada 1 g de He.
Os elementos com números atômicos maiores teriam sido gerados pelas transmutações nucleares que ocorrem no interior das estrelas e das supernovas.
* Veja o texto Elemento químico mais abundante na Terra?