Newsgroup: it.scienza.chimica
Titolo: Materia solare indifferenziata...

Il nucleo interno della Terra pare che sia costituito da "materia
solare indifferenziata"...
Sapete dirmi qual è lo stato fisico (anche chimico) di tale tipo di
materia?
Grazie
Margherita


Non abbiamo informazioni dirette della composizione del nucleo
terrestre, quella della materia solare indifferenziata è solo
un'ipotesi (quasi del tutto abbandonata). L'ipotesi più accreditata è
che il nucleo terrestre sia costituito da ferro-nichel.
Secondo l'ipotesi della materia solare indifferenziata il nucleo della
Terra sarebbe costituito da elementi leggeri quali idrogeno, elio,
carbonio, azoto e ossigeno. Presi singolarmente, a pressioni
elevatissime questi elementi potrebbero essere presenti in fasi solide
dalle caratteristiche quasi-metalliche (il carbonio è solido anche a
pressione ordinaria). A seconda di diversi fattori (valore della
pressione, temperatura, quantità relativa dei diversi elementi,
storia) ci potrebbero essere composti quali acqua, metano, ammoniaca,
etc. sempre in fasi particolari. Queste fasi possono essere riprodotte
in laboratorio applicando elevate pressioni.


Grazie.
Se ho capito bene, la pressione altissima alla quale sono sottoposti
gli atomi che compongono i gas schiaccerebbe gli atomi fino ad
accorciare l'enorme distanza che esiste tra il nucleo e gli
elettroni...e dunque, questi gas passerebbero allo stato solido...dico
bene?
Ciao

 bene?
Non mi sembra una buona immagine, sarebbe meglio dire che l'elevata
pressione comprime le molecole fino a mutare la loro identità.
Supponiamo di avere un elemento A che normalmente è presente come
molecola biatomica A2, se sottoposte a elevatissima pressione queste
molecole possono collassare in nuove molecole, per esempio A4 o A8,
oppure passare a una fase non molecolare, ovviamente dipenderà
dall'elemento in questione.
Tanto per fare un esempio, l'azoto è presente a pressione ordinaria in
molecole biatomiche N2. Queste molecole sono molto rigide e
interagiscono poco tra di loro. Possono passare in fase solida anche a
pressione atmosferica, basta abbassare la temperatura. Nel solido che
si ottiene le molecole N2 possono essere distinte ancora molto
chiaramente, si ha semplicemente un solido molecolare in cui le
molecole N2 sono impaccate in un reticolo e sono ben distanziate, nel
senso che la distanza tra due atomi di azoto appartenenti alla stessa
molecola sarà parecchio diversa dalla distanza tra due atomi di azoto
vicini ma appartenenti a diverse molecole.
Se invece sottoponiamo N2 a pressioni enormi si potrebbero ottenere
strutture in cui non ci sono più molecole, ma si abbiano per esempio
catene -N-N-N-N- Una cosa del genere non so se possa avvenire nel
centro della Terra, credo sia troppo piccola e dunque in grado di
esercitare pressioni non abbastanza grandi. Potrebbe invece accadere
nel nucleo di Giove. Tra l'altro mentre non si ritiene che ci siano
grandi quantità di elementi leggeri nel nucleo terrestre, nel nucleo
di Giove e degli altri pianeti giganti questi elementi dovrebbero
essere prevalenti.
Forse sui newsgroup it.scienza.fisica o it.scienza.astronomia potranno
darti più informazioni sulle caratteristiche di queste fasi. Ma anche
se cerchi sul web sicuramente trovi parecchia roba. Dovresti cercare
il dato della densità e di come varia in funzione della pressione.

 =E8 che il nucleo terrestre sia costituito da ferro-nichel.
Faccio notare che "materia solare" vorrebbe dire circa 73% (in numero
di atomi) idrogeno, circa 25% elio, il resto elementi "pesanti"
(quasi solo del primo periodo, con tracce di elementi davvero piu'
pesanti).
Con una simile composizione, anche all'altissima pressione presente al
centro della Terra, vedrei difficile raggiungere la densita'
necessaria per produrre la densita' media della Terra intera, che e'
5.5 g/cm^3.
 
-- 
Elio Fabri


Infatti credo che l'ipotesi sia stata abbandonata proprio in virtù
delle stime (o misure) sulla densità di quelle fasi.


Appunto, la densità...
Adesso non ricordo quale sia le densità della materia che forma il
nucleo.
A quanto ho letto la materia che forma il nucleo è paragonabile alla
materia che forma un meteorite...ma quanto pesa?

 materia che forma un meteorite...ma quanto pesa?
La densità del nucleo interno è circa 13g/cm^3
Vedi
http://tinyurl.com/4xyufm

MF ha scritto:
 > Se ho capito bene, la pressione altissima alla quale sono sottoposti
 > gli atomi che compongono i gas schiaccerebbe gli atomi fino ad
 > accorciare l'enorme distanza che esiste tra il nucleo e gli
 > elettroni...e dunque, questi gas passerebbero allo stato solido...dico
 > bene?
No. Tra gas e solido non c'e' differenza apprezzabile riguardo agli
atomi, ma solo riguardo alle loro distanze.
Non e' facile spiegarlo, perche' e' un effetto quantistico, ma di
fatto gli atomi sono assai _rigidi_, sebbene siano sostanzialmente
"vuoti"...
Per arrivare a un cambiamento della struttura atomica, occorre andare
molto oltre pressioni e densita' come quelle al centro della Terra:
devi arrivare alle nane bianche, dove gli elettroni non vengono
"schiacciati" verso i nuclei, ma al contrario vengono (in parte)
liberati formando un "gas elettronico" che si muove in tutto lo spazio
occupato dalla materia stellare.
Ma siamo a densita' circa centomila volte maggiori di quella che si ha
al centro della Terra...
-- 
Elio Fabri