загрузка...
загрузка...
На головну

Кларки хімічних елементів в біосфері, атмосфері, гідросфері, літосфері і космосі

  1. IV. Теплові ефекти хімічних реакцій. Термохимические рівняння і розрахунки
  2. А - розтягнення; б - стиснення; в - вигин; г - кручення (ориг.). На схемах внизу - зміщення елементів (по С. Е. Хайкіпу)
  3. Антидоти небезпечних хімічних речовин
  4. Антропогенний вплив на круговорот елементів.
  5. Апроксимація ВАХ нелінійних резистивних радіоелементів
  6. Архітектурно-конструктивних елементів
  7. Атмосфері, в космічному просторі і під водою. У короткі

Кларки - нормальний вміст елемента в системі, що дозволяє фіксувати будь-яке відхилення від норми (концентрацію або розсіювання), викликане міграцією елементів. Термін (в честь Кларка) і сучасної концепція кларков запропоновані вченим A. E. Ферсманом в 1923.

На згадку про вченого середній вміст елемента в корі запропонували називати кларкового числом або Кларком. Розрізняють кларки масові (в мас%, в г / т або в г / г) і атомні (в% від числа атомів); також можна говорити про Кларк елемента в метеоритах, зірках, космосі, гідросфері, атмосфері, біосфері (проте останнім часом термін рідко використовується).

Кларки хімічних елементовчісла, що виражають середній вміст елементів в літосфері, земному ядрі, Землі в цілому, атмосфері, гідросфері, живих організмах, породах Місяця, атмосфері Сонця, зірок і т. Д. Розрізняють кларки хімічних елементів масові (в%, г / т і ін.) і атомні (в% від числа атомів). Для літосфери і океану кларки хімічних елементовустановлени на основі обчислення середнього з аналізів мн. тисяч зразків гірських порід і вод. За А. А. Беус (1981), 12 головних кларков (в% по масі) в літосфері (без осадової оболонки): Про 46,1, Si 26,7, Аl 8,1, Fe 6,0, Mg 3, 0, Mn 0,09, Ca 5,0, Na 2,3, К 1,6, Ti 0,6, P 0,09, H 0,11, інші 0,3.

В земному ядрі переважають Fe (бл. 80%) і Ni (бл. 8%); в Землі в цілому (на основі разл. припущень) - Fe (35%), О (30%), Si (15%), Mg (13%); в космосі - Н і Чи не.

Елементи з кларками менш 0,01-0,001% називаються рідкісними, якщо при цьому вони мають слабку здатність до концентрації - рідкісними розсіяними, наприклад кларки U і Вr в літосфері соотвенно рівні 2,5.10-4 і 2,1.10-4%, але U - рідкісний елемент (відомо 104 мінералу, що містять U), а Вr - рідкісний розсіяний (відомий лише один його власний мінерал).

Знаходження в природі в розсіяному стані і повсюдно (тільки в різних концентраціях) - це властивість всіх хімічних елементів. Цей факт вперше констатував В. І. Вернадський, і він отримав назву закону розсіювання хімічних елементів Вернадського. Але частина елементів здатна крім розсіяною форми знаходження присутнім в природі і в іншій формі - у формі хімічних сполук. Елементи з низькими концентраціями присутні тільки в розсіяною формі.

При аналізі величин атомних кларков хімічних елементів виявляється ще більша перевага кисню та ін. Легких елементів. Згідно із законом Кларка-Вернадського (про загальне розсіянні хімічних елементів), в будь-якому об'єкті природної системи знаходяться всі відомі на Землі елементи. У літосфері і Землі в цілому переважають легкі атоми (включаючи Fe), в земній корі - елементи з парними порядковими номерами і парними атомними масами, особливо з масами, кратними 4 (в них переважають ізотопи з масою, кратної 4). Найбільш високі кларки у елементів, атомні ядра яких містять парне число протонів і нейтронів. Згідно з основним геохімічних закону (В. Гольдшмідт), кларк хімічних елементовзавісят від будови атомного ядра, а розподіл елементів, пов'язане з їх міграцією, - від будови електронних оболонок, що визначають хімічні властивості атомів. Однак це вірно тільки для космосу в цілому. Міграція елементів також залежить від кларков, які багато в чому визначають зміст елементів в розчинах, розплавах, їх здатність до мінералообразованія, осадження.

Величини кларков конкретних елементів розрізняються в мільйони разів, залежать від стійкості ядер елементів і перерозподілу елементів у тій чи іншій системі. B космосі різко переважають найпростіші елементи - H і He (99,99%), в земній корі (99%) - O, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, Mn, H (K. е. Земної кори см. в табл. до ст. Геохімія), в гідросфері - O і H, і т.п. B певній залежності від кларков знаходиться загальний вміст елементів в геохим. системах, загальні запаси тих чи інших металів і руд в земній корі, масштаби м-ний, к-ть мінералів кожного елемента, поведінка елементів в геохим. процесах.

Кларк концентрації (згідно B. І. Вернадського) - відношення cp. змісту елемента в м-ванні або будь-якому об'єкті природи (мінералі, породі, руді, організмі) до Кларку цього елемента в земній корі, що характеризує ступінь його концентрації або розсіювання в даному об'єкті або природному процесі. Кларки концентрації кожного елемента варіюють в тисячі разів, a при формуванні руд і рудних мінералів (Au, Ag, Hg, Bi і ін.) Іноді в мільйон разів.

Підрозділ хімічних елементів на макро- и мікроелементи, А останніх - на рідкісні і розсіяні має велике значення, так як в природі далеко не всі хімічні елементи утворюють самостійні з'єднання. Це властиво здебільшого елементам з високими кларками, або з низькими, але здатним локально формувати високі концентрації (тобто рідкісним).

Елементи з кларками вище 0,1 мас% називають головними, з кларками близько 0,01 мас% і нижче - рідкісними. Рідкісні елементи можуть зустрічатися в концентрованому вигляді (наприклад, виявлені родовища Li, Cs, Be, La, Mo, W, Ir, Os, Pt, U, Th, Pb, Hg і ін.) Або ж бути присутнім тільки як домішки в мінералах більш поширених елементів - в останньому випадку їх називають рідкісними розсіяними елементами (Rb, Sc, Ga, In, Tl, Hf, Ge, Se, Ті, Re, Cd, Br, I і ін.).

Факт існування частин планети, більш важких, ніж кора, був прорахований на основі астрономічних даних про розмірах і масі Землі. Середня щільність Землі дорівнює 5,5 г / см3 , Однак щільність кори становить всього 2,5-2,8 г / см3. Отже, більш глибокі шари повинні мати велику щільність; для мантії вона оцінюється в 3,5 г / см3, Для ядра більше 8 г / см3.

поняття «кларк концентрації»(Або«коефіцієнт концентрації») Введено для середніх змістів вданому конкретному природному речовині. КК - це співвідношення змісту хімічного елемента в даному конкретному природному матеріальному агрегаті (гірській породі і т.п.) до його Кларк.

Приклади коефіцієнтів концентрації деяких хімічних елементів в їх рудних родовищах: Al - 3,7; Mn - 350; Cu - 140; Sn - 250; Zn - 500; Au - 2000

На цій підставі елементи з низькими кларками поділяються на дві вже відомі вам якісно різні групи. Ті елементи, для розподілу яких не характерні високі значеннями КК, називаються розсіяними (Rb, Ga, Re, Cd і ін.).

Речовини здатні формувати підвищені концентрації з високими значеннями КК називаються рідкісними (Sn, Be і ін.).

Відмінностями в досягаються величинах КК обумовлена ??різна роль тих чи інших елементів в історії матеріально-технічної діяльності людства (з давніх-давен відомі метали з низькими кларками Au, Cu, Sn, Pb, Hg, Ag ... - і більш поширені Al, Zr .. .).

Інші елементи, що не утворюють самостійних з'єднань знаходяться в розсіяному стані в інших хімічних речовинах

Велику роль в процесах концентрації і розсіювання елементів в земній корі грає ізоморфізм. Ізоморфізм - це здатність близьких за властивостями хімічних елементів заміщати один одного в змінних кількостях в кристалічних решітках.




ВСТУП В ФІЗИЧНІ І ХІМІЧНІ процеси, що відбуваються в техносфери. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ | ВСТУП | Основні терміни, поняття та визначення | сильне | ТИПИ класифікації РЕАКЦІЇ. | Основні хімічні закони. | Закон діючих мас | Техносфера і її склад | Вчення В. І. Вернадського про біосферу | Ноосфера |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати