Pentru geochimie, este important să se clarifice principiul distribuției elementelor chimice în scoarta terestra. De ce unele dintre ele se găsesc adesea în natură, altele mult mai puțin frecvente, iar altele chiar considerate „rarități muzeale”?
Un instrument puternic pentru explicarea multor fenomene geochimice este Legea periodică a D.I. Mendeleev. În special, cu ajutorul său poate fi investigată problema prevalenței elementelor chimice în scoarța terestră.
Pentru prima dată, legătura dintre proprietățile geochimice ale elementelor și poziția lor în Tabelul Periodic al Elementelor Chimice a fost arătată de D.I. Mendeleev, V.I. Vernadsky și A.E. Fersman.
Regulile (legile) geochimiei
regula lui Mendeleev
În 1869, în timp ce lucra la legea periodică, D.I. Mendeleev a formulat regula: „ Elementele cu greutăți atomice mici sunt în general mai abundente decât elementele cu greutăți atomice mai mari„(vezi Anexa 1, Tabelul periodic al elementelor chimice). Mai târziu, odată cu descoperirea structurii atomului, s-a demonstrat că elementele chimice cu mici masa atomica numărul de protoni este aproximativ egal cu numărul de neutroni din nucleele atomilor lor, adică raportul acestor două cantități este egal sau apropiat de unitate: pentru oxigen = 1,0; pentru aluminiu
Pentru elementele mai puțin obișnuite, neutronii predomină în nucleele atomilor și raportul dintre numărul lor și numărul de protoni este semnificativ mai mare decât unitatea: pentru radiu; pentru uraniu = 1,59.
Dezvoltare în continuare„Regula lui Mendeleev” a fost găsită în lucrările fizicianului danez Niels Bohr și ale chimistului rus, academician al Academiei de Științe a URSS Viktor Ivanovich Spitsyn.
 | Viktor Ivanovici Spitsyn (1902-1988) |
Regula lui Oddo
În 1914, chimistul italian Giuseppe Oddo a formulat o regulă diferită: „ Greutățile atomice ale celor mai comune elemente sunt exprimate în numere care sunt multipli de patru sau se abate ușor de la astfel de numere" Mai târziu, această regulă a primit o oarecare interpretare în lumina noilor date privind structura atomilor: o structură nucleară formată din doi protoni și doi neutroni este deosebit de puternică.
regula lui Garkins
În 1917, fizicianul american William Draper Garkins (Harkins) a atras atenția asupra faptului că elementele chimice cu numere atomice pare (ordinale) sunt distribuite în natură de câteva ori mai mult decât elementele învecinate cu numere impare. Calculele au confirmat observația: dintre primele 28 de elemente ale tabelului periodic, 14 pare alcătuiesc 86%, iar cele impare doar 13,6% din masa scoarței terestre.
În acest caz, explicația ar putea fi faptul că elementele chimice cu numere atomice impar conțin particule care nu sunt legate în helii și, prin urmare, sunt mai puțin stabile.
Există multe excepții de la regula Harkins: de exemplu, chiar și gazele nobile sunt extrem de prost distribuite, iar aluminiul Al ciudat este mai răspândit decât chiar și magneziul Mg. Cu toate acestea, există sugestii că această regulă se aplică nu atât crustei terestre, cât întregului glob. Deși nu există încă date sigure despre compoziția straturilor profunde ale globului, unele informații sugerează că cantitatea de magneziu din întregul glob este de două ori mai mare decât aluminiul. Cantitatea de heliu He din spațiul cosmic este de multe ori mai mare decât rezervele sale terestre. Acesta este probabil cel mai comun element chimic din Univers.
regula lui Fersman
A.E. Fersman a arătat în mod clar dependența abundenței elementelor chimice din scoarța terestră de numărul lor atomic (ordinal). Această dependență devine deosebit de evidentă dacă trasați un grafic în coordonate: număr atomic - logaritmul clarke atomic. Graficul arată o tendință clară: clark atomici scad odată cu creșterea numărului atomic al elementelor chimice.
Orez. . Prevalența elementelor chimice în scoarța terestră
Orez. 5. Abundența elementelor chimice din Univers
(log C – logaritmii lui Clarkes atomici conform lui Fersman)
(datele privind numărul de atomi se referă la 106 atomi de siliciu)
Curbă solidă – chiar valorile Z,
punctat – valori Z impare
Cu toate acestea, există unele abateri de la această regulă: unele elemente chimice depășesc semnificativ valorile de abundență așteptate (oxigen O, siliciu Si, calciu Ca, fier Fe, bariu Ba), în timp ce altele (litiu Li, beriliu Be, bor B) sunt mult mai puțin frecvente decât ar fi de așteptat pe baza regulii lui Fersman. Astfel de elemente chimice sunt numite respectiv redundantŞi rară.
Formularea legii de bază a geochimiei este dată la p.
Răspunsuri la întrebări
depusă la examen la disciplina „Procese fizico-chimice în mediu» pentru studenții din anul III ai specialității „Management și audit de mediu în industrie”
Abundență de atomi în mediu. Clarks de elemente.
element Clark – rating numeric conținutul mediu de elemente din scoarța terestră, hidrosferă, atmosferă, Pământul în ansamblu, diferite tipuri stânci, obiecte spațiale etc. Clarke-ul unui element poate fi exprimat în unități de masă (%, g/t) sau în % atomic. Introdus de Fersman, numit după Frank Unglizort, un geochimist american.
Clark a fost primul care a stabilit abundența cantitativă a elementelor chimice din scoarța terestră. El a inclus, de asemenea, hidrosfera și atmosfera în scoarța terestră. Cu toate acestea, masa hidrosferei este de câteva procente, iar atmosfera este sutimi de procent din masa crustei solide, astfel încât numerele Clark reflectă în principal compoziția crustei solide. Astfel, în 1889, clarke-urile au fost calculate pentru 10 elemente, în 1924 - pentru 50 de elemente.
Radiometrice moderne, activarea neutronilor, adsorbția atomică și alte metode de analiză fac posibilă determinarea conținutului de elemente chimice din roci și minerale cu mare acuratețe și sensibilitate. Ideile despre Clarks s-au schimbat. De exemplu: Ge în 1898 Fox a considerat clarke ca fiind egal cu n * 10 -10%. Ge a fost slab studiat și nu avea nicio semnificație practică. În 1924, Clarke pentru aceasta a fost calculată ca n*10 -9% (Clark și G. Washington). Mai târziu, Ge a fost descoperit în cărbuni, iar clarke-ul său a crescut la 0,p%. Ge este folosit în inginerie radio, căutarea materiilor prime de germaniu, un studiu detaliat al geochimiei Ge a arătat că Ge nu este atât de rar în scoarța terestră, clarke-ul său în litosferă este de 1,4 * 10 -4%, aproape același precum Sn, As, este mult mai mare în scoarța terestră decât Au, Pt, Ag.
Abundență de atomi în atomi
Vernadsky a introdus conceptul de stare dispersată a elementelor chimice și a fost confirmat. Toate elementele sunt prezente peste tot nu putem vorbi decât de lipsa de sensibilitate a analizei, ceea ce nu ne permite să stabilim conținutul unuia sau altuia din mediul studiat. Această propoziție despre dispersia generală a elementelor chimice se numește legea Clark-Vernadsky.
Pe baza elementelor clark din scoarța pământului solid (despre Vinogradov), aproape jumătate din scoarța pământului solid este formată din O, adică scoarța terestră este o „sferă de oxigen”, o substanță de oxigen.
Clarks ale majorității elementelor nu depășesc 0,01-0,0001% - acestea sunt elemente rare. Dacă aceste elemente au o capacitate slabă de concentrare, se numesc împrăștiate brusc (Br, In, Ra, I, Hf).
De exemplu: pentru U și Br, valorile clarke sunt ≈ 2,5*10 -4, respectiv 2,1* 10-4, dar U este pur și simplu un element rar, deoarece zăcămintele sale sunt cunoscute, iar Br este rar, împrăștiat, deoarece nu este concentrat în scoarța terestră. Microelementele sunt elemente conținute într-un sistem dat în cantități mici (≈ 0,01% sau mai puțin). Astfel, Al este un microelement în organisme și un macroelement în rocile silicate.
Clasificarea elementelor după Vernadsky.
În scoarța terestră, elementele legate de tabelul periodic se comportă diferit - migrează în scoarța terestră în moduri diferite. Vernadsky a ținut cont de cele mai importante momente din istoria elementelor din scoarța terestră. Importanța principală a fost acordată unor fenomene și procese precum radioactivitatea, reversibilitatea și ireversibilitatea migrației. Capacitatea de a furniza minerale. Vernadsky a identificat 6 grupuri de elemente:
gaze nobile (He, Ne, Ar, Kr, Xe) – 5 elemente;
metale nobile (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au) – 7 elemente;
elemente ciclice (participatoare la cicluri complexe) – 44 elemente;
elemente împrăștiate – 11 elemente;
elemente foarte radioactive (Po, Ra, Rn, Ac, Th, Pa, U) – 7 elemente;
elemente de pământuri rare – 15 elemente.
Elementele din grupa 3 predomină în scoarța terestră, în principal, sunt formate din roci, apă și organisme.
Ideile din experiența de zi cu zi nu se potrivesc cu datele reale. Astfel, Zn, Cu sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în tehnologie, iar Zr (zirconiu) și Ti sunt elemente rare pentru noi. Deși Zr din scoarța terestră este de 4 ori mai mult decât Cu, iar Ti este de 95 de ori mai mult. „Raritatea” acestor elemente se explică prin dificultatea extragerii lor din minereuri.
Elementele chimice interacționează între ele nu proporțional cu masele lor, ci în funcție de numărul de atomi. Prin urmare, clarks pot fi calculate nu numai în % în masă, ci și în % din numărul de atomi, adică luând în considerare masele atomice (Chirvinsky, Fersman). În același timp, clarkurile elementelor grele scad, iar cele ale elementelor ușoare cresc.
Deci, de exemplu:Calculul după numărul de atomi oferă o imagine mai contrastantă a prevalenței elementelor chimice - o predominanță și mai mare a oxigenului și raritatea elementelor grele.
Când a fost stabilită compoziția medie a scoarței terestre, a apărut întrebarea despre motivul distribuției inegale a elementelor. Acest stol este asociat cu caracteristicile structurale ale atomilor.
Să luăm în considerare legătura dintre valorile lui Clarkes și proprietățile chimice ale elementelor.
Astfel, metalele alcaline Li, Na, K, Rb, Cs, Fr sunt aproape chimic unul de celălalt - un electron de valență, dar valorile clarke sunt diferite - Na și K - ≈ 2,5; Rb - 1,5*10-2; Li - 3,2*10 -3 ;Cs – 3,7*10 -4 ;Fr – element artificial. Valorile clarke diferă puternic pentru F și Cl, Br și I, Si (29,5) și Ge (1,4 * 10 -4), Ba (6,5 * 10 -2) și Ra (2 * 10 -10).
Pe de altă parte, elementele care sunt diferite din punct de vedere chimic au valori clarke similare – Mn (0,1) și P (0,093), Rb (1,5*10 -2) și Cl (1,7*10 -2).
Fersman a trasat dependența valorilor atomice clarks pentru elementele pare și impare ale tabelului periodic de numărul atomic al elementului. S-a dovedit că, pe măsură ce structura nucleului atomic devine mai complexă (ponderată), clarkurile elementelor scad. Cu toate acestea, aceste dependențe (curbe) s-au dovedit a fi rupte.
Fersman a trasat o linie de mijloc ipotetică, care a scăzut treptat pe măsură ce numărul ordinal al elementului creștea. Omul de știință a numit elementele situate deasupra liniei de mijloc, formând vârfuri, în exces (O, Si, Fe etc.), iar pe cele situate sub linie - deficitare (gaze inerte etc.). Din dependența obținută rezultă că scoarța terestră este dominată de atomi ușori, ocupând celulele inițiale ale Tabelului Periodic, ale căror nuclee conțin un număr mic de protoni și neutroni. Într-adevăr, după Fe (Nr. 26) nu există un singur element comun.
Mai departe Oddo (om de știință italian) și Garkins (om de știință american) în 1925-28. S-a stabilit o altă caracteristică a prevalenței elementelor. Scoarța terestră este dominată de elemente cu număr atomic par și mase atomice. Printre elementele învecinate, elementele pare au aproape întotdeauna clark mai mari decât elementele impare. Pentru cele mai comune 9 elemente (8 O, 14 Si, 13 Al, 26 Fe, 20 Ca, 11 Na, 19 K, 12 Mg, 22 Ti), masa pare a clarkes totalizează 86,43%, iar cele impare – 13,05% Clarcele elementelor a căror masă atomică este divizibilă cu 4 sunt deosebit de mari, acestea sunt O, Mg, Si, Ca.
Conform cercetărilor lui Fersman, nucleele de tip 4q (q este un număr întreg) alcătuiesc 86,3% din scoarța terestră. Mai puțin frecvente sunt nucleele de tip 4q+3 (12,7%) și foarte puține nuclee de tip 4q+1 și 4q+2 (1%).
Dintre elementele pare, începând cu He, fiecare al șaselea are cele mai înalte clarkes: O (nr. 8), Si (nr. 14), Ca (nr. 20), Fe (nr. 26). Pentru elemente impare - o regulă similară (începând cu H) - N (nr. 7), Al (nr. 13), K (nr. 19), Mg (nr. 25).
Deci, în scoarța terestră predomină nucleele cu un număr mic și par de protoni și neutroni.
De-a lungul timpului, clarks s-au schimbat. Deci, ca urmare a dezintegrarii radioactive, a existat mai puțin U și Th, dar mai mult Pb. Procese precum disiparea gazelor și precipitarea meteoriților au jucat, de asemenea, un rol în schimbarea valorilor clarke ale elementelor.
Principalele tendințe ale modificărilor chimice în scoarța terestră.
Circulație mare a materiei în scoarța terestră. CICLUL SUBSTANȚELOR. Materialul scoarței terestre este situat în mișcare continuă , cauzată de diverse motive legate de fizico-chimic. proprietățile materiei, planetare, geologice, geografice și biologice. condiţiile pământului. Această mișcare are loc invariabil și continuu de-a lungul timpului geologic - cel puțin o jumătate și, aparent, nu mai mult de trei miliarde de ani. ÎN a crescut o nouă știință a ciclului geologic - geochimia, care are sarcina de a studia chimia. elementele care ne construiesc planeta. Subiectul principal al studiului ei sunt mișcările chimice. elemente ale substanței pământului, indiferent de ce cauzează aceste mișcări. Aceste mișcări ale elementelor se numesc migrații chimice. elemente. Printre migraţii se numără cele în cursul cărora chimic elementul revine inevitabil la starea inițială după o perioadă mai lungă sau mai scurtă de timp; istoricul unor astfel de substanțe chimice elementele din scoarța terestră pot fi astfel reduse. la un proces reversibil și se prezintă sub forma unui proces circular, a unui ciclu. Acest tip de migrare nu este tipic pentru toate elementele, ci pentru un număr semnificativ dintre acestea, inclusiv pentru marea majoritate a elementelor chimice. elemente care construiesc organisme vegetale sau animale și mediul din jurul nostru - oceane și ape, roci și aer. Pentru astfel de elemente, întreaga masă sau copleșitoare a atomilor lor se află în ciclul substanțelor, pentru altele, doar o parte nesemnificativă a acestora este acoperită de cicluri; Nu există nicio îndoială că cele mai multe Substanțele scoarței terestre la o adâncime de 20-25 km sunt acoperite de gire. Pentru următoarele chimie. elementele, procesele circulare sunt caracteristice și dominante printre migrațiile lor (numărul indică numărul ordinal). H, Be4, B5, C«, N7, 08, P9, Nan, Mg12, Aha, Sii4, Pi5, Sie, Cli7, K19, Ca2o, Ti22, V23, Cr24, Mn25, Fe2e, Co27, Ni28, Cu29, Zn30 , Ge32, As33,Se34, Sr38,Mo42, Ag47,Cd48, Sn50, Sb51, Te62, Ba56) W74, Au79,Hg80,T]81,Pb82,Bi83. Aceste elemente pot fi separate pe această bază de alte elemente ca elemente ciclice sau organogenice. Că. ciclurile caracterizează 42 de elemente din 92 de elemente incluse în sistemul Mendeleev, iar acest număr include cele mai comune elemente dominante pământești.
Să ne oprim asupra primului tip de cicloni, care implică migrații biogene. Aceste K. captează biosfera (adică atmosfera, hidrosfera, crusta de intemperii). Sub hidrosferă, ei captează învelișul de bazalt care se apropie de fundul oceanului. Sub pământ, într-o succesiune de depresiuni, ele îmbrățișează grosimea rocilor sedimentare (stratosferă), cochilii metamorfice și de granit și intră în învelișul de bazalt. Din adâncurile pământului, aflată în spatele învelișului de bazalt, substanța pământului nu cade în K observat. De asemenea, nu cade în ele de sus din cauza părților superioare ale stratosferei. Că. cicluri chimice elementele sunt fenomene de suprafață care au loc în atmosferă la altitudini de 15-20 km (nu mai mari), iar în litosferă nu mai mult de 15-20 km. Fiecare K., pentru a se reînnoi constant, necesită un aflux de energie externă. Sunt cunoscute două principale și nu există nicio îndoială. sursa unei astfel de energie: 1) energie cosmică - radiație de la soare (migrația biogenă depinde aproape în întregime de aceasta) și 2) energia atomică asociată cu dezintegrarea radioactivă a elementelor din seria 78 de uraniu, toriu, potasiu, rubidiu grad mai mic de precizie, se poate distinge energia mecanică, asociată cu mișcarea (datorită gravitației) a maselor pământului și, probabil, energia cosmică care pătrunde de sus (razele lui Hess).
Girurile, care implică mai multe straturi ale pământului, se desfășoară încet, cu opriri și pot fi văzute doar în timp geologic. Ele se întind adesea pe mai multe perioade geologice. Ele sunt cauzate de geolog, deplasări de pământ și ocean. Părți din K. se pot deplasa rapid (de exemplu, migrarea biogene).
| " |
Hidrogenul (H) este un element chimic foarte ușor, cu un conținut de 0,9% în greutate în scoarța terestră și 11,19% în apă.
Caracteristicile hidrogenului
Este primul dintre gazele în ușurință. În condiții normale, este insipid, incolor și absolut inodor. Când intră în termosferă, zboară în spațiu datorită greutății sale reduse.
În întregul univers, este cel mai numeros element chimic (75% din masa totală a substanțelor). Atât de mult încât multe stele din spațiul cosmic sunt făcute în întregime din el. De exemplu, Soarele. Componenta sa principală este hidrogenul. Iar căldura și lumina sunt rezultatul eliberării de energie atunci când nucleele unui material se îmbină. De asemenea, în spațiu există nori întregi ai moleculelor sale de diferite dimensiuni, densități și temperaturi.
Proprietăți fizice
Temperatura ridicată și presiunea îi schimbă semnificativ calitățile, dar în condiții normale:
Are o conductivitate termică ridicată în comparație cu alte gaze,
Netoxic și slab solubil în apă,
Cu o densitate de 0,0899 g/l la 0°C și 1 atm.,
Se transformă în lichid la o temperatură de -252,8°C
Devine tare la -259,1°C.,
Căldura specifică de ardere 120.9.106 J/kg.
Este nevoie de presiune mare și temperaturi foarte scăzute pentru a se transforma într-un lichid sau solid. În stare lichefiată, este fluid și ușor.
Proprietăți chimice
Sub presiune și la răcire (-252,87 grade C), hidrogenul capătă o stare lichidă, care este mai ușoară în greutate decât orice analog. Ocupă mai puțin spațiu în el decât în formă gazoasă.
Este un nemetal tipic. În laboratoare, este produs prin reacția metalelor (cum ar fi zincul sau fierul) cu acizi diluați. În condiții normale este inactiv și reacționează numai cu nemetale active. Hidrogenul poate separa oxigenul de oxizi și poate reduce metalele din compuși. Ea și amestecurile sale formează legături de hidrogen cu anumite elemente.
Gazul este foarte solubil în etanol și în multe metale, în special paladiu. Argintul nu îl dizolvă. Hidrogenul poate fi oxidat în timpul arderii în oxigen sau în aer și atunci când interacționează cu halogenii.
Când se combină cu oxigenul, se formează apă. Dacă temperatura este normală, atunci reacția decurge lent dacă este peste 550°C, explodează (se transformă în gaz detonant).
Găsirea hidrogenului în natură
Deși există mult hidrogen pe planeta noastră, nu este ușor de găsit în forma sa pură. Puțin poate fi găsit în timpul erupțiilor vulcanice, în timpul producției de petrol și acolo unde materia organică se descompune.
Mai mult de jumătate din cantitatea totală se află în compoziția cu apă. De asemenea, este inclus în structura uleiului, diferitelor argile, gaze inflamabile, animale și plante (prezența în fiecare celulă vie este de 50% din numărul de atomi).
Ciclul hidrogenului în natură
În fiecare an, o cantitate colosală (miliarde de tone) de reziduuri vegetale se descompune în corpurile de apă și sol, iar această descompunere eliberează o masă uriașă de hidrogen în atmosferă. De asemenea, este eliberat în timpul oricărei fermentații cauzate de bacterii, ardere și, împreună cu oxigenul, participă la ciclul apei.
Aplicații cu hidrogen
Elementul este folosit în mod activ de umanitate în activitățile sale, așa că am învățat să-l obținem în scara industriala Pentru:
Meteorologie, producție chimică;
producția de margarină;
Ca combustibil pentru rachete (hidrogen lichid);
Industria energiei electrice pentru racirea generatoarelor electrice;
Sudarea si taierea metalelor.
O mulțime de hidrogen este utilizat în producția de benzină sintetică (pentru a îmbunătăți calitatea combustibilului de calitate scăzută), amoniac, acid clorhidric, alcooli și alte materiale. Energie nuclearăîși folosește în mod activ izotopii.
Medicamentul „peroxid de hidrogen” este utilizat pe scară largă în metalurgie, industria electronică, producția de celuloză și hârtie, pentru albirea țesăturilor de in și bumbac, pentru producția de vopsele de păr și cosmetice, polimeri și în medicină pentru tratamentul rănilor.
Natura „explozivă” a acestui gaz poate deveni o armă mortală - bombă cu hidrogen. Explozia sa este însoțită de eliberarea unei cantități uriașe de substanțe radioactive și este distructivă pentru toate ființele vii.
Contactul hidrogenului lichid și pielea poate provoca degerături severe și dureroase.
Compoziția chimică a scoarței terestre a fost determinată de rezultatele analizei a numeroase eșantioane de roci și minerale care au ajuns la suprafața pământului în timpul proceselor de formare a munților, precum și din lucrările miniere și din forajele adânci.
În prezent, scoarța terestră a fost studiată la o adâncime de 15-20 km. Este format din elemente chimice care fac parte din roci.
Cele mai comune elemente din scoarța terestră sunt 46, dintre care 8 alcătuiesc 97,2-98,8% din masa sa, 2 (oxigen și siliciu) - 75% din masa Pământului.
Primele 13 elemente (cu excepția titanului), cel mai frecvent întâlnite în scoarța terestră, sunt incluse în materie organică plantelor, participă la toate procesele vitale și joacă un rol important în fertilitatea solului. Cantitate mare elemente implicate în reactii chimiceîn intestinele Pământului, duce la formarea unei game largi de compuși. Elementele chimice care sunt cele mai abundente în litosferă se găsesc în multe minerale (mai ales roci diferite sunt formate din ele).
Elementele chimice individuale sunt distribuite în geosfere astfel: oxigenul și hidrogenul umplu hidrosfera; oxigenul, hidrogenul și carbonul formează baza biosferei; oxigenul, hidrogenul, siliciul și aluminiul sunt componentele principale ale argilelor și nisipurilor sau ale produselor meteorologice (acestea formează în principal partea superioară a scoarței terestre).
Elementele chimice din natură se găsesc într-o varietate de compuși numiți minerale. Acestea sunt substanțe chimice omogene ale scoarței terestre care s-au format ca urmare a unor procese fizico-chimice sau biochimice complexe, de exemplu sare gemă (NaCl), gips (CaS04*2H20), ortoclază (K2Al2Si6016).
În natură, elementele chimice joacă un rol inegal în formarea diferitelor minerale. De exemplu, siliciul (Si) este o componentă a peste 600 de minerale și este, de asemenea, foarte comun sub formă de oxizi. Sulful formează până la 600 de compuși, calciu - 300, magneziu -200, mangan - 150, bor - 80, potasiu - până la 75, sunt cunoscuți doar 10 compuși de litiu și chiar mai puțini compuși de iod.
Printre cele mai cunoscute minerale din scoarța terestră predomină un grup mare de feldspați cu trei elemente principale - K, Na și Ca. În rocile care formează solul și produsele lor de intemperii, feldspații ocupă o poziție majoră. Feldspații se dezintegra treptat și îmbogățesc solul cu K, Na, Ca, Mg, Fe și alte substanțe de cenușă, precum și cu microelemente.
Numărul Clark- numere care exprimă conținutul mediu de elemente chimice din scoarța terestră, hidrosferă, Pământ, corpuri cosmice, sisteme geochimice sau cosmochimice etc., în raport cu masa totală a acestui sistem. Exprimat în % sau g/kg.
Tipuri de clarks
Există clarks în greutate (%, g/t sau g/g) și atomici (% din numărul de atomi). Rezumat date despre compozitia chimica Studiul diferitelor roci care alcătuiesc scoarța terestră, ținând cont de distribuția lor la adâncimi de 16 km, a fost făcut pentru prima dată de omul de știință american F.W. Clark (1889). Numerele pe care le-a obținut pentru procentul de elemente chimice din compoziția scoarței terestre, ulterior oarecum rafinat de A.E. Fersman, la sugestia acestuia din urmă, au fost numite numere Clarke sau Clarks.
Structura moleculei. Proprietățile electrice, optice, magnetice și alte proprietăți ale moleculelor sunt legate de funcții de undăși energiile diferitelor stări ale moleculelor. Spectrele moleculare oferă informații despre stările moleculelor și probabilitatea tranziției dintre ele.
Frecvențele de vibrație din spectre sunt determinate de masele atomilor, de localizarea acestora și de dinamica interacțiunilor interatomice. Frecvențele din spectre depind de momentele de inerție ale moleculelor, a căror determinare din datele spectroscopice permite obținerea unor valori precise ale distanțelor interatomice în moleculă. Număr total liniile și benzile din spectrul vibrațional al unei molecule depind de simetria acesteia.
Tranzițiile electronice în molecule caracterizează structura și starea lor electronice legături chimice. Spectrele moleculelor care au un număr mai mare de legături se caracterizează prin benzi de absorbție a undelor lungi care cad în regiunea vizibilă. Substanțele care sunt construite din astfel de molecule sunt caracterizate prin culoare; Aceste substanțe includ toți coloranții organici.
Ioni. Ca urmare a tranzițiilor electronilor, se formează ioni - atomi sau grupuri de atomi în care numărul de electroni nu este egal cu numărul de protoni. Dacă un ion conține mai multe particule încărcate negativ decât cele pozitive, atunci un astfel de ion se numește negativ. În caz contrar, ionul se numește pozitiv. Ionii sunt foarte frecventi in substante, de exemplu, se gasesc in toate metalele fara exceptie. Motivul este că unul sau mai mulți electroni din fiecare atom de metal sunt separați și se mișcă în interiorul metalului, formând ceea ce se numește un gaz de electroni. Din cauza pierderii de electroni, adică a particulelor negative, atomii de metal devin ioni pozitivi. Acest lucru este valabil pentru metale în orice stare - solidă, lichidă sau gazoasă.
Rețeaua cristalină modelează dispunerea ionilor pozitivi în interiorul unui cristal dintr-o substanță metalică omogenă.
Se știe că în stare solidă toate metalele sunt cristale. Ionii tuturor metalelor sunt aranjați ordonat, formându-se rețea cristalină. În metalele (gazoase) topite și evaporate, nu există un aranjament ordonat al ionilor, dar gazul de electroni rămâne încă între ioni.
Izotopi- varietăți de atomi (și nuclee) de oricare element chimic, care au același număr atomic (ordinal), dar numere de masă diferite. Denumirea se datorează faptului că toți izotopii unui atom sunt plasați în același loc (într-o celulă) din tabelul periodic. Proprietăți chimice atomii depind de structura lor învelișul de electroni, care, la rândul său, este determinată în principal de sarcina nucleului Z (adică numărul de protoni din el) și aproape că nu depinde de numărul său de masă A (adică numărul total de protoni Z și neutroni N). Toți izotopii aceluiași element au aceeași sarcină nucleară, diferând doar prin numărul de neutroni. De obicei, un izotop este desemnat prin simbolul elementului chimic căruia îi aparține, cu adăugarea unui superscript pentru a indica numărul de masă. De asemenea, puteți scrie numele elementului urmat de un număr de masă cu cratime. Unii izotopi au denumiri proprii tradiționale (de exemplu, deuteriu, actinon).