Përbërja kimike e kores së tokës u përcaktua në bazë të rezultateve të analizës së mostrave të shumta të shkëmbinjve dhe mineraleve që dolën në sipërfaqen e tokës gjatë proceseve të formimit të maleve, si dhe të marra nga punimet e minierave dhe puset e thella.

Aktualisht, korja e tokës është studiuar në një thellësi prej 15-20 km. Ai përbëhet nga elementë kimikë që janë pjesë e shkëmbinjve.

Elementët më të zakonshëm në koren e tokës janë 46, nga të cilët 8 përbëjnë 97,2-98,8% të masës së saj, 2 (oksigjen dhe silikon) - 75% të masës së Tokës.

13 elementët e parë (me përjashtim të titanit), që gjenden më shpesh në koren e tokës, janë pjesë e lëndës organike të bimëve, marrin pjesë në të gjitha proceset jetësore dhe luajnë një rol të rëndësishëm në pjellorinë e tokës. Një numër i madh elementësh që marrin pjesë në reaksionet kimike në zorrët e Tokës çojnë në formimin e një shumëllojshmërie të gjerë të komponimeve. Elementet kimike që janë më të bollshme në litosferë gjenden në shumë minerale (kryesisht shkëmbinj të ndryshëm përbëhen prej tyre).

Elementet kimike individuale shpërndahen në gjeosfera si më poshtë: oksigjeni dhe hidrogjeni mbushin hidrosferën; oksigjeni, hidrogjeni dhe karboni përbëjnë bazën e biosferës; oksigjeni, hidrogjeni, silikoni dhe alumini janë përbërësit kryesorë të argjilës dhe rërës ose produkteve të motit (ato kryesisht përbëjnë pjesën e sipërme të kores së Tokës).

Elementet kimike në natyrë gjenden në një sërë përbërjesh të quajtura minerale. Këto janë substanca kimike homogjene të kores së tokës që janë formuar si rezultat i proceseve komplekse fiziko-kimike ose biokimike, për shembull, kripë guri (NaCl), gips (CaS04*2H20), ortoklase (K2Al2Si6016).

Në natyrë, elementët kimikë marrin një pjesë të pabarabartë në formimin e mineraleve të ndryshme. Për shembull, silici (Si) është një përbërës i më shumë se 600 mineraleve dhe është gjithashtu shumë i zakonshëm në formën e oksideve. Squfuri formon deri në 600 komponime, kalcium - 300, magnez - 200, mangan - 150, bor - 80, kalium - deri në 75, janë të njohura vetëm 10 komponime litiumi, dhe madje edhe më pak komponime të jodit.

Ndër mineralet më të njohura në koren e tokës, mbizotëron një grup i madh feldspatësh me tre elementë kryesorë - K, Na dhe Ca. Në shkëmbinjtë që formojnë tokën dhe produktet e tyre të motit, feldspatët zënë një pozicion kryesor. Feldspatët kalojnë gradualisht (shpërbëhen) dhe e pasurojnë tokën me K, Na, Ca, Mg, Fe dhe substanca të tjera të hirit, si dhe me mikroelemente.

Numri Clark- numrat që shprehin përmbajtjen mesatare të elementeve kimike në koren e tokës, hidrosferën, Tokën, trupat kozmikë, sistemet gjeokimike ose kozmokimike etj., në raport me masën totale të këtij sistemi. Shprehur në % ose g/kg.

Llojet e klarkave

Ka klarke peshe (%, g/t ose g/g) dhe atomike (% e numrit të atomeve). Një përgjithësim i të dhënave për përbërjen kimike të shkëmbinjve të ndryshëm që përbëjnë koren e tokës, duke marrë parasysh shpërndarjen e tyre në thellësi 16 km, u bë për herë të parë nga shkencëtari amerikan F. W. Clark (1889). Numrat që ai mori për përqindjen e elementeve kimike në përbërjen e kores së tokës, më pas të rafinuara disi nga A.E. Fersman, me sugjerimin e këtij të fundit, u quajtën numrat e Clark ose Clarks.

Struktura e molekulës. Vetitë elektrike, optike, magnetike dhe të tjera të molekulave lidhen me funksionet valore dhe energjitë e gjendjeve të ndryshme të molekulave. Spektrat molekularë japin informacion për gjendjet e molekulave dhe probabilitetin e kalimit ndërmjet tyre.

Frekuencat e dridhjeve në spektra përcaktohen nga masat e atomeve, vendndodhja e tyre dhe dinamika e ndërveprimeve ndëratomike. Frekuencat në spektra varen nga momentet e inercisë së molekulave, përcaktimi i të cilave nga të dhënat spektroskopike ju lejon të merrni vlera të sakta të distancave ndëratomike në molekulë. Numri i përgjithshëm i vijave dhe brezave në spektrin vibrues të një molekule varet nga simetria e saj.

Tranzicionet elektronike në molekula karakterizojnë strukturën e predhave të tyre elektronike dhe gjendjen e lidhjeve kimike. Spektrat e molekulave që kanë një numër më të madh lidhjesh karakterizohen nga brezat e absorbimit me valë të gjata që bien në rajonin e dukshëm. Substancat që janë ndërtuar nga molekula të tilla karakterizohen nga ngjyra; Këto substanca përfshijnë të gjitha ngjyrat organike.

Jonet. Si rezultat i tranzicionit të elektroneve, formohen jone - atome ose grupe atomesh në të cilat numri i elektroneve nuk është i barabartë me numrin e protoneve. Nëse një jon përmban më shumë grimca të ngarkuara negativisht sesa ato me ngarkesë pozitive, atëherë një jon i tillë quhet negativ. Përndryshe, joni quhet pozitiv. Jonet janë shumë të zakonshme në substanca; për shembull, ato gjenden në të gjitha metalet pa përjashtim. Arsyeja është se një ose më shumë elektrone nga çdo atom metali ndahen dhe lëvizin brenda metalit, duke formuar atë që quhet gaz elektronik. Për shkak të humbjes së elektroneve, domethënë grimcave negative, atomet metalike bëhen jone pozitive. Kjo është e vërtetë për metalet në çdo gjendje - të ngurtë, të lëngët ose të gaztë.

Rrjeta kristalore modelon rregullimin e joneve pozitive brenda një kristali të një substance homogjene metalike.

Dihet se në gjendje të ngurtë të gjitha metalet janë kristale. Jonet e të gjitha metaleve janë rregulluar në mënyrë të rregullt, duke formuar një rrjetë kristalore. Në metalet e shkrirë dhe të avulluara (të gazta), nuk ka rregullim të rregulluar të joneve, por gazi elektronik mbetet ende midis joneve.

Izotopet- varietete atomesh (dhe bërthamash) të një elementi kimik që kanë të njëjtin numër atomik (rendor), por në të njëjtën kohë numra të ndryshëm në masë. Emri është për faktin se të gjithë izotopet e një atomi vendosen në të njëjtin vend (në një qelizë) të tabelës periodike. Vetitë kimike të një atomi varen nga struktura e shtresës elektronike, e cila, nga ana tjetër, përcaktohet kryesisht nga ngarkesa e bërthamës Z (d.m.th., numri i protoneve në të), dhe pothuajse nuk varen nga masa e tij. numri A (d.m.th. numri i përgjithshëm i protoneve Z dhe neutroneve N) . Të gjithë izotopet e të njëjtit element kanë të njëjtën ngarkesë bërthamore, që ndryshojnë vetëm në numrin e neutroneve. Në mënyrë tipike, një izotop përcaktohet nga simboli i elementit kimik të cilit i përket, me shtimin e një prapashtese të sipërme majtas që tregon numrin e masës. Ju gjithashtu mund të shkruani emrin e elementit të ndjekur nga një numër masiv me vizë. Disa izotope kanë emra të përveçëm tradicional (për shembull, deuterium, aktinon).

Përbërja elementare e lëndës së gjallë dhe OM e lëndëve djegëse fosile

Lëndët djegëse fosile përmbajnë të njëjtat elemente si substanca e organizmave të gjallë, prandaj elementët janë karboni, hidrogjeni, oksigjeni, azoti, squfuri dhe fosfori quajtur ose biogjene, ose biofile, ose organogjene.

Hidrogjeni, karboni, oksigjeni dhe azoti përbëjnë më shumë se 99% si masa ashtu edhe numri i atomeve që përbëjnë të gjithë organizmat e gjallë. Përveç tyre, ato mund të përqendrohen në sasi të konsiderueshme edhe në organizmat e gjallë.

ja 20-22 elemente kimike. 12 elementë përbëjnë 99,29%, pjesa tjetër 0,71%

Prevalenca në hapësirë: H, He, C, N.

Deri në 50% - C, deri në 20% - O, deri në 8% - H, 10-15% - N, 2-6% - P, 1% - S, 1% - K, ½% - Mg dhe Ca, 0 .2% - Fe, në sasi të vogla - Na, Mn, Cu, Zn.

Struktura atomike, izotopet, shpërndarja e hidrogjenit, oksigjenit, squfurit dhe azotit në koren e tokës

HIDROGJENI - elementi kryesor i kozmosit, elementi më i zakonshëm i Universit . Chem el-t grupi 1, numri atomik 1, masa atomike 1.0079. Në botimet moderne të tabelës periodike, H vendoset gjithashtu në grupin VII mbi F, pasi disa veti të H janë të ngjashme me vetitë e halogjeneve. Njihen tre izotope të H. Dy të qëndrueshme janë protium 1 H - P (99,985%), deuterium 2 H - D (0,015%) dhe një radioaktiv është tritium 3 H - T, T 1/2 = 12,262 vjet. Përftohet artificialisht edhe një - izotopi i katërt jashtëzakonisht i paqëndrueshëm - 4 H. Në ndarjen e P dhe D në kushte natyrore, avullimi luan rolin kryesor, megjithatë, masa e ujërave të oqeaneve botërore është aq e madhe sa përmbajtja e deuteriumit në të ndryshon pak. Në vendet tropikale, përmbajtja e deuteriumit në reshje është më e lartë se në zonën polare. Në gjendje të lirë, H është një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe erë, më i lehtë nga të gjithë gazrat, 14,4 herë më i lehtë se ajri. H bëhet i lëngshëm në -252,6°C, i ngurtë në -259,1°C. H është një agjent i shkëlqyer reduktues. Digjet në O me një flakë jo ndriçuese, duke formuar ujë. Në koren e tokës, H është shumë më pak se në yjet dhe Diellin. Pesha e tij klarke në koren e tokës është 1%. Në përbërjet kimike natyrore H formon jonike, kovalente Dhe lidhjet hidrogjenore . Lidhjet e hidrogjenit luajnë një rol të rëndësishëm në biopolimerët (karbohidratet, alkoolet, proteinat, acidet nukleike) dhe përcaktojnë vetitë dhe strukturën e gjeopolimereve të kerogjenit dhe molekulave GI. Në kushte të caktuara, atomi H është i aftë të kombinohet njëkohësisht me dy atome të tjerë. Si rregull, me njërën prej tyre krijon një lidhje të fortë kovalente dhe me tjetrën një të dobët, prandaj quhet lidhje hidrogjenore.

OKSIGJEN - Elementi më i zakonshëm i kores së tokës, ai përbën 49,13% në masë. O ka numrin rendor 8, është në periudhën 2, grupi VI, masa atomike 15,9994. Tre izotopë të qëndrueshëm të O janë të njohur - 16 O (99,759%), 17 O (0,0371%), 18 O (0,2039%). Nuk ka izotopë radioaktivë jetëgjatë të O. Izotop radioaktiv artificial 15 O (T 1/2 = 122 sekonda). Për rindërtimet gjeologjike përdoret raporti i izotopit 18 O/16 O, i cili në objektet natyrore varion me 10% nga 1/475 në 1/525. Akulli polar ka koeficientin më të ulët të izotopit, më i larti është atmosfera CO 2. Kur krahasoni përbërjen izotopike, përdorni vlerën d 18 O, e cila llogaritet me formulën: d 18 O‰= . Mbrapa standarde Supozohet se raporti mesatar i këtyre izotopeve në ujin e oqeanit. Ndryshimet në përbërjen izotopike të O në ujë përcaktohen nga temperatura në të cilën ndodh formimi i mineraleve specifike. Sa më i ulët T, aq më intensiv do të jetë fraksionimi i izotopit. Besohet se përbërja izotopike O e oqeanit nuk ka ndryshuar gjatë 500 milion viteve të fundit. Faktori kryesor që përcakton zhvendosjen e izotopit (ndryshimet në përbërjen izotopike në natyrë) është efekti kinetik, i përcaktuar nga temperatura e reaksionit. O në kushte normale, gazi është i padukshëm, pa shije dhe pa erë. Në reaksionet me shumicën dërrmuese të atomeve, O luan rolin e agjent oksidues. Vetëm në reaksion me F është agjenti oksidues. O ekziston në modifikimet dialotropike . Së pari - Oksigjen molekular - O 2 Modifikimi i dytë - ozoni - O 3, formuar nën ndikimin e shkarkimeve elektrike në ajër dhe O të pastër, në proceset radioaktive dhe nga veprimi i rrezeve ultravjollcë në O të zakonshme. Në natyrë O 3 formohet vazhdimisht nën ndikimin e rrezeve UV në shtresat e sipërme të atmosferës. Në një lartësi prej rreth 30-50 km, ekziston një "ekran ozoni" që bllokon pjesën më të madhe të rrezeve UV, duke mbrojtur organizmat e biosferës nga efektet shkatërruese të këtyre rrezeve. Në përqendrime të ulëta O 3 erë e këndshme, freskuese, por nëse është në ajër më shumë se 1% O 3, është shumë toksik .

AZOT - i përqendruar në biosferë: mbizotëron në atmosferë (75,31% ndaj peshës, 78,7% për nga vëllimi), dhe në koren e tokës. pesha clarke - 0,045%. Elementi kimik i grupit V, periudha 2, numri atomik 7, masa atomike 14.0067. Tre izotope të N janë të njohur - dy e qëndrueshme 14 N (99,635%) dhe 15 N (0,365%) dhe radioaktive 13 N, T 1/2 = 10,08 min. Përhapja e përgjithshme e vlerave të raportit 15 N/ 14 N i vogël . Vajrat pasurohen në izotopin 15N, ndërsa gazrat natyrorë shoqërues janë të varfëruar në të. Në izotopin e rëndë është pasuruar edhe argjili i naftës.N 2 është gaz pa ngjyrë, pa shije dhe erë. N ndryshe nga O nuk e mbështet frymëmarrjen, përzierja N c O është më i pranueshëm për frymëmarrje nga shumica e banorëve të planetit tonë. N është kimikisht joaktiv. Është pjesë e substancave jetësore të të gjithë organizmave. Aktiviteti i ulët kimik i azotit përcaktohet nga struktura e molekulës së tij. Ashtu si shumica e gazeve, përveç atyre inerte, molekula N përbëhet nga dy atome. 3 elektrone valence të shtresës së jashtme të secilit atom marrin pjesë në formimin e një lidhjeje midis tyre, duke formuar lidhje kimike kovalente trefishe që jep më e qëndrueshme e të gjitha molekulave diatomike të njohura. Valenca “formale” është nga -3 në +5, valenca e “vërtetë” është 3. Duke formuar lidhje të forta kovalente me O, H dhe C, është pjesë e joneve komplekse: -, -, +, që japin kripëra lehtësisht të tretshme.

SQUFUR – el-t ZK, në mantel (shkëmbinj ultrabazikë) është 5 herë më pak se në litosferë. Clark në ZK - 0,1%. El-t kimik i grupit VI, 3 perioda, numri atomik 16, masa atomike 32.06. Shumë elektronegativ, shfaq veti jo metalike. Në përbërjet e hidrogjenit dhe oksigjenit gjendet në jone të ndryshëm. Arr acid dhe kripë. Shumë kripëra që përmbajnë squfur janë pak të tretshme në ujë. S mund të ketë valenca: (-2), (0), (+4), (+6), nga të cilat e para dhe e fundit janë më karakteristike. Të dy lidhjet jonike dhe kovalente janë karakteristike. Me rëndësi parësore për proceset natyrore është joni kompleks - 2 S - një element jometal, kimikisht aktiv. S nuk ndërvepron vetëm me Au dhe Pt. Nga komponimet inorganike, përveç sulfateve, sulfideve dhe H2SO4, oksidet më të zakonshme në Tokë janë SO 2 - një gaz që ndot shumë atmosferën, dhe SO 3 (një i ngurtë), si dhe sulfuri i hidrogjenit. S elementare karakterizohet nga tre varietete alotropike : S rombike (më e qëndrueshme), S monoklinike (molekula ciklike - unazë me tetë anëtarë S 8) dhe plastike S 6 - këto janë zinxhirë linearë prej gjashtë atomesh. Janë 4 izotope të qëndrueshme të S të njohur në natyrë: 32 S (95.02%), 34 S (4.21%), 33 S (0.75%), 36 S (0.02%). Izotop radioaktiv artificial 35 S me T 1/2 = 8,72 ditë. S merret si standard troilit(FeS) nga meteori Diablo Canyon (32 S/ 34 S = 22.22) Reaksionet e oksidimit dhe reduktimit mund të shkaktojnë shkëmbim izotopi, i shprehur si një zhvendosje izotopi. Në natyrë - bakterialisht, por termikisht është gjithashtu i mundur. Në natyrë, deri më sot, ka pasur një ndarje të qartë të S të kores së tokës në 2 grupe - biogjene sulfide dhe gaze të pasuruara në izotopin e dritës 32 S, dhe sulfate, të përfshira në kripërat e ujit të oqeanit të avullimit të lashtë, gipsi që përmban 34 S. Gazrat që shoqërojnë depozitat e naftës ndryshojnë në përbërjen izotopike dhe ndryshojnë dukshëm nga vajrat.

Përgjigjet në pyetje,

paraqitur për provim në disiplinën “Proceset fiziko-kimike në mjedis” për studentët e vitit të tretë të specialitetit “Menaxhimi dhe auditimi i mjedisit në industri”

Bollëku i atomeve në mjedis. Klarka elementësh.

Elementi Clark – një vlerësim numerik i përmbajtjes mesatare të një elementi në koren e tokës, hidrosferën, atmosferën, Tokën në tërësi, lloje të ndryshme shkëmbinjsh, objekte hapësinore, etj. Clarke e një elementi mund të shprehet në njësi të masës (% , g/t), ose në %. Prezantuar nga Fersman, i quajtur pas Frank Unglizort, një gjeokimist amerikan.

Clark ishte i pari që vendosi bollëkun sasior të elementeve kimike në koren e tokës. Ai gjithashtu përfshiu hidrosferën dhe atmosferën në koren e tokës. Megjithatë, masa e hidrosferës është disa për qind, dhe atmosfera është të qindtat e një për qind të masës së kores së ngurtë, kështu që numrat e Clark kryesisht pasqyrojnë përbërjen e kores së ngurtë. Kështu, në 1889 klarkes u llogaritën për 10 elementë, në 1924 - për 50 elementë.

Radiometrike moderne, aktivizimi i neutronit, adsorbimi atomik dhe metoda të tjera të analizës bëjnë të mundur përcaktimin e përmbajtjes së elementeve kimike në shkëmbinj dhe minerale me saktësi dhe ndjeshmëri të madhe. Idetë për Clarks kanë ndryshuar. Për shembull: Ge në 1898 Fox e konsideroi Clarke të barabartë me n * 10 -10%. Ge ishte studiuar dobët dhe nuk kishte asnjë rëndësi praktike. Në vitin 1924, Clarke për të u llogarit si n*10 -9% (Clark dhe G. Washington). Më vonë, Ge u zbulua në thëngjill dhe klarku i tij u rrit në 0.p%. Ge përdoret në inxhinierinë radio, kërkimi i lëndëve të para të germaniumit, një studim i detajuar i gjeokimisë së Ge tregoi se Ge nuk është aq i rrallë në koren e tokës, klarku i tij në litosferë është 1.4 * 10 -4%, pothuajse i njëjtë si ai i Sn, As, është shumë më i lartë në koren e tokës se Au, Pt, Ag.

Bollëku i atomeve në

Vernadsky prezantoi konceptin e gjendjes së shpërndarë të elementeve kimike dhe u konfirmua. Të gjithë elementët janë të pranishëm kudo; mund të flasim vetëm për mungesën e ndjeshmërisë së analizës, e cila nuk na lejon të përcaktojmë përmbajtjen e një ose një elementi tjetër në mjedisin që studiohet. Ky propozim për shpërndarjen e përgjithshme të elementeve kimike quhet ligji Clark-Vernadsky.

Bazuar në zhurmat e elementeve në koren e ngurtë të tokës (rreth Vinogradov), pothuajse ½ e kores së ngurtë të tokës përbëhet nga O, d.m.th., korja e tokës është një "sferë oksigjeni", një substancë oksigjeni.

Klarkat e shumicës së elementeve nuk kalojnë 0,01-0,0001% - këto janë elementë të rrallë. Nëse këta elementë kanë një aftësi të dobët për t'u përqendruar, ato quhen të shpërndara ashpër (Br, In, Ra, I, Hf).

Për shembull: Për U dhe Br, vlerat clarke janë përkatësisht ≈ 2.5*10 -4, 2.1* 10-4, por U është thjesht një element i rrallë, sepse depozitimet e saj janë të njohura dhe Br është i rrallë, i shpërndarë, sepse nuk është i përqendruar në koren e tokës. Mikroelementet janë elementë të përfshirë në një sistem të caktuar në sasi të vogla (≈ 0.01% ose më pak). Kështu, Al është një mikroelement në organizmat dhe një makroelement në shkëmbinjtë silikat.

Klasifikimi i elementeve sipas Vernadsky.

Në koren e tokës, elementët e lidhur sipas tabelës periodike sillen ndryshe - ata migrojnë në koren e tokës në mënyra të ndryshme. Vernadsky mori parasysh momentet më të rëndësishme në historinë e elementeve në koren e tokës. Rëndësia kryesore iu dha fenomeneve dhe proceseve të tilla si radioaktiviteti, kthyeshmëria dhe pakthyeshmëria e migrimit. Aftësia për të siguruar minerale. Vernadsky identifikoi 6 grupe elementesh:

gaze fisnike (He, Ne, Ar, Kr, Xe) – 5 elemente;

metale fisnike (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au) - 7 elemente;

elemente ciklike (që marrin pjesë në cikle komplekse) – 44 elemente;

elemente të shpërndara – 11 elemente;

elemente shumë radioaktive (Po, Ra, Rn, Ac, Th, Pa, U) – 7 elemente;

elemente të rralla të tokës - 15 elemente.

Elementet e grupit 3 në masë mbizotërojnë në koren e tokës; ato përbëhen kryesisht nga shkëmbinj, ujë dhe organizma.

Idetë nga përvoja e përditshme nuk përputhen me të dhënat reale. Kështu, Zn, Cu janë të përhapur gjerësisht në jetën e përditshme dhe teknologjinë, dhe Zr (zirkonium) dhe Ti janë elementë të rrallë për ne. Edhe pse Zr në koren e tokës është 4 herë më shumë se Cu, dhe Ti është 95 herë më shumë. “Rrallësia” e këtyre elementeve shpjegohet me vështirësinë e nxjerrjes së tyre nga xehet.

Elementet kimike ndërveprojnë me njëri-tjetrin jo në proporcion me masat e tyre, por në përputhje me numrin e atomeve. Prandaj, klarkat mund të llogariten jo vetëm në masë, por edhe në% të numrit të atomeve, d.m.th. duke marrë parasysh masat atomike (Chirvinsky, Fersman). Në të njëjtën kohë, zhurmat e elementëve të rëndë zvogëlohen, dhe ato të elementeve të lehta rriten.

Llogaritja me numrin e atomeve jep një pamje më të kundërta të prevalencës së elementeve kimike - një mbizotërim edhe më i madh i oksigjenit dhe rrallësia e elementeve të rënda.

Kur u krijua përbërja mesatare e kores së tokës, lindi pyetja për arsyen e shpërndarjes së pabarabartë të elementeve. Kjo tufë lidhet me veçoritë strukturore të atomeve.

Le të shqyrtojmë lidhjen midis vlerave të klarkes dhe vetive kimike të elementeve.

Kështu, metalet alkali Li, Na, K, Rb, Cs, Fr janë kimikisht afër njëri-tjetrit - një elektron valence, por vlerat e klarkut janë të ndryshme - Na dhe K - ≈ 2,5; Rb - 1,5 * 10 -2; Li - 3.2*10 -3; Cs - 3.7 * 10 -4; Fr - element artificial. Vlerat e clarke ndryshojnë ndjeshëm për F dhe Cl, Br dhe I, Si (29.5) dhe Ge (1.4*10 -4), Ba (6.5*10 -2) dhe Ra (2*10 -10).

Nga ana tjetër, elementët që janë kimikisht të ndryshëm kanë vlera të ngjashme clarke - Mn (0.1) dhe P (0.093), Rb (1.5 * 10 -2) dhe Cl (1.7 * 10 -2).

Fersman vizatoi varësinë e vlerave të klarkave atomike për elementët çift dhe tek të Tabelës Periodike nga numri atomik i elementit. Doli se ndërsa struktura e bërthamës atomike bëhet më komplekse (peshuar), vlerat e elementeve zvogëlohen. Megjithatë, këto varësi (lakore) rezultuan të prishen.

Fersman vizatoi një vijë të mesme hipotetike, e cila gradualisht zvogëlohej me rritjen e numrit rendor të elementit. Shkencëtari i quajti elementët e vendosur mbi vijën e mesme, duke formuar maja, të tepërta (O, Si, Fe, etj.), dhe ato që ndodhen nën vijën - të mangëta (gazrat inerte, etj.). Nga varësia e përftuar del se korja e tokës dominohet nga atome të lehta, që zënë qelizat fillestare të Tabelës Periodike, bërthamat e të cilave përmbajnë një numër të vogël protonesh dhe neutronesh. Në të vërtetë, pas Fe (Nr. 26) nuk ka asnjë element të vetëm të përbashkët.

Më tej Oddo (shkencëtar italian) dhe Garkins (shkencëtar amerikan) në 1925-28. U konstatua një veçori tjetër e përhapjes së elementeve. Korja e Tokës dominohet nga elementë me numra atomikë çift dhe masa atomike. Ndër elementët fqinjë, elementët me numër çift pothuajse gjithmonë kanë tinguj më të lartë se ato me numër tek. Për 9 elementët më të zakonshëm (8 O, 14 Si, 13 Al, 26 Fe, 20 Ca, 11 Na, 19 K, 12 Mg, 22 Ti), masat çiftëzohen gjithsej 86,43%, dhe tek ato 13,05 % Clarkes e elementeve masa atomike e të cilëve është e pjestueshme me 4 janë veçanërisht të mëdha, këto janë O, Mg, Si, Ca.

Sipas hulumtimit të Fersman, bërthamat e tipit 4q (q është një numër i plotë) përbëjnë 86.3% të kores së tokës. Më pak të zakonshme janë bërthamat e tipit 4q+3 (12,7%) dhe shumë pak bërthama të tipit 4q+1 dhe 4q+2 (1%).

Ndër elementët çift, duke filluar me Ai, çdo i gjashti ka klarkat më të larta: O (Nr. 8), Si (Nr. 14), Ca (Nr. 20), Fe (Nr. 26). Për elementët tek - një rregull i ngjashëm (duke filluar me H) - N (Nr. 7), Al (Nr. 13), K (Nr. 19), Mg (Nr. 25).

Pra, bërthamat me një numër të vogël dhe të barabartë të protoneve dhe neutroneve mbizotërojnë në koren e tokës.

Me kalimin e kohës, klarkat kanë ndryshuar. Pra, si rezultat i zbërthimit radioaktiv, kishte më pak U dhe Th, por më shumë Pb. Procese të tilla si shpërndarja e gazit dhe rënia e meteoritit gjithashtu luajtën një rol në ndryshimin e vlerave të elementeve.

Tendencat kryesore në ndryshimet kimike në koren e tokës. Cikli i madh i materies në koren e tokës.

CIKLI I SUBSTANCAVE. Substanca e kores së tokës është në lëvizje të vazhdueshme, e shkaktuar nga arsye të ndryshme fizike dhe kimike. vetitë e materies, planetare, gjeologjike, gjeografike dhe biologjike. kushtet e tokës. Kjo lëvizje ndodh pa ndryshim dhe vazhdimisht gjatë kohës gjeologjike - të paktën një e gjysmë dhe, me sa duket, jo më shumë se tre miliardë vjet. Vitet e fundit është rritur një shkencë e re e ciklit gjeologjik - gjeokimia, e cila ka për detyrë të studiojë kiminë. elementet që ndërtojnë planetin tonë. Tema kryesore e studimit të saj janë lëvizjet kimike. elementet e substancës së tokës, pavarësisht se çfarë i shkakton këto lëvizje. Këto lëvizje të elementeve quhen migrime kimike. elementet. Ndër migrimet ka nga ato gjatë të cilave kimike elementi në mënyrë të pashmangshme kthehet në gjendjen e tij origjinale pas një periudhe më të gjatë ose më të shkurtër kohore; historia e kimikateve të tilla elementet në koren e tokës mund të reduktohen në këtë mënyrë. në një proces të kthyeshëm dhe paraqitet në formën e një procesi rrethor, një cikli. Ky lloj migrimi nuk është tipik për të gjithë elementët, por për një numër të konsiderueshëm të tyre, duke përfshirë shumicën dërrmuese të elementeve kimike. elementet që ndërtojnë organizmat bimore ose shtazore dhe mjedisin rreth nesh - oqeanet dhe ujërat, shkëmbinjtë dhe ajri. Për elementë të tillë, e gjithë masa ose masa dërrmuese e atomeve të tyre është në ciklin e substancave; për të tjerët, vetëm një pjesë e parëndësishme e tyre mbulohet nga ciklet. Nuk ka dyshim se pjesa më e madhe e materialit të kores së tokës në një thellësi prej 20-25 km është e mbuluar me xhiro. Për kiminë e mëposhtme. elementet, proceset rrethore janë karakteristike dhe mbizotëruese midis migrimeve të tyre (numri tregon numrin rendor). 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. Këta elementë mbi këtë bazë mund të ndahen nga elementët e tjerë si elementë ciklikë ose organogjenë. Se. ciklet karakterizojnë 42 elementë nga 92 elementë të përfshirë në sistemin Mendeleev, dhe ky numër përfshin elementët më të zakonshëm mbizotërues tokësorë.

Le të ndalemi te lloji i parë i cikloneve, të cilët përfshijnë migrime biogjene. Këto K. kapin biosferën (domethënë atmosferën, hidrosferën, koren e motit). Nën hidrosferën, ata kapin guaskën e bazaltit që i afrohet dyshemesë së oqeanit. Nën tokë, ata, në një sekuencë gropash, përqafojnë trashësinë e shkëmbinjve sedimentarë (stratosferë), guaskat metamorfike dhe graniti dhe futen në guaskën e bazaltit. Nga thellësia e tokës, e shtrirë pas guaskës së bazaltit, substanca e tokës nuk bie në K-në e vëzhguar. Gjithashtu nuk bie në to nga lart për shkak të pjesëve të sipërme të stratosferës. Se. ciklet kimike Elementet janë dukuri sipërfaqësore që ndodhin në atmosferë në lartësi 15-20 km (jo më të larta), dhe në litosferë jo më të thella se 15-20 km. Çdo K., që të ripërtërihet vazhdimisht, kërkon një fluks energjie të jashtme. Dy kryesore janë të njohura dhe nuk ka dyshim. burimi i një energjie të tillë: 1) energjia kozmike - rrezatimi nga dielli (migrimi biogjenik pothuajse tërësisht varet nga ai) dhe 2) energjia atomike e lidhur me prishjen radioaktive të elementeve të serisë 78 të uraniumit, toriumit, kaliumit, rubidiumit. shkallë më e vogël e saktësisë, mund të dallohet energjia mekanike, e lidhur me lëvizjen (për shkak të gravitetit) të masave të tokës, dhe ndoshta energjinë kozmike që depërton nga lart (rrezet e Hesit).

Gyrat, të cilat përfshijnë disa shtresa të tokës, vazhdojnë ngadalë, me ndalesa dhe mund të shihen vetëm në kohën gjeologjike. Ata shpesh përfshijnë disa periudha gjeologjike. Ato shkaktohen nga gjeologu, zhvendosjet e tokës dhe oqeanit. Pjesë të K. mund të lëvizin shpejt (për shembull, migrimi biogjenik).

Hidrogjeni (H) është një element kimik shumë i lehtë, me një përmbajtje prej 0,9% ndaj peshës në koren e Tokës dhe 11,19% në ujë.

Karakteristikat e hidrogjenit

Është i pari ndër gazrat në lehtësi. Në kushte normale, është pa shije, pa ngjyrë dhe absolutisht pa erë. Kur hyn në termosferë, ai fluturon në hapësirë ​​për shkak të peshës së tij të ulët.

Në të gjithë universin, është elementi kimik më i shumtë (75% e masës totale të substancave). Aq shumë sa që shumë yje në hapësirën e jashtme janë bërë tërësisht prej saj. Për shembull, Dielli. Përbërësi kryesor i tij është hidrogjeni. Dhe nxehtësia dhe drita janë rezultat i çlirimit të energjisë kur bërthamat e një materiali bashkohen. Gjithashtu në hapësirë ​​ka re të tëra të molekulave të saj me madhësi, densitet dhe temperatura të ndryshme.

Vetitë fizike

Temperatura dhe presioni i lartë ndryshojnë ndjeshëm cilësitë e tij, por në kushte normale:

Ka përçueshmëri të lartë termike në krahasim me gazrat e tjerë,

Jo toksik dhe pak i tretshëm në ujë,

Me një dendësi prej 0.0899 g/l në 0°C dhe 1 atm.,

Shndërrohet në lëng në temperaturën -252.8°C

Bëhet i fortë në -259.1°C.,

Nxehtësia specifike e djegies 120.9.106 J/kg.

Kërkon presion të lartë dhe temperatura shumë të ulëta për t'u shndërruar në një lëng ose të ngurtë. Në gjendje të lëngshme, është i lëngshëm dhe i lehtë.

Vetitë kimike

Nën presion dhe pas ftohjes (-252,87 gradë C), hidrogjeni fiton një gjendje të lëngshme, e cila është më e lehtë në peshë se çdo analog. Ajo merr më pak hapësirë ​​në të sesa në formë të gaztë.

Është një jometal tipik. Në laboratorë, ai prodhohet duke reaguar metalet (si zinku ose hekuri) me acide të holluara. Në kushte normale është joaktiv dhe reagon vetëm me jometalet aktive. Hidrogjeni mund të ndajë oksigjenin nga oksidet dhe të reduktojë metalet nga komponimet. Ai dhe përzierjet e tij formojnë lidhje hidrogjenore me elementë të caktuar.

Gazi është shumë i tretshëm në etanol dhe në shumë metale, veçanërisht në paladium. Argjendi nuk e tret atë. Hidrogjeni mund të oksidohet gjatë djegies në oksigjen ose ajër, dhe kur ndërvepron me halogjenet.

Kur bashkohet me oksigjenin, formohet uji. Nëse temperatura është normale, atëherë reaksioni vazhdon ngadalë, nëse është mbi 550°C, shpërthen (shndërrohet në gaz shpërthyes).

Gjetja e hidrogjenit në natyrë

Edhe pse ka shumë hidrogjen në planetin tonë, nuk është e lehtë të gjendet në formën e tij të pastër. Pak mund të gjendet gjatë shpërthimeve vullkanike, gjatë prodhimit të naftës dhe ku lënda organike dekompozohet.

Më shumë se gjysma e sasisë totale është në përbërjen me ujë. Përfshihet gjithashtu në strukturën e naftës, argjilave të ndryshme, gazeve të ndezshme, kafshëve dhe bimëve (prania në çdo qelizë të gjallë është 50% nga numri i atomeve).

Cikli i hidrogjenit në natyrë

Çdo vit, një sasi kolosale (miliarda ton) mbetjesh bimore dekompozohet në trupat ujorë dhe tokë, dhe ky dekompozim lëshon një masë të madhe hidrogjeni në atmosferë. Ai gjithashtu çlirohet gjatë çdo fermentimi të shkaktuar nga bakteret, djegia dhe, së bashku me oksigjenin, merr pjesë në ciklin e ujit.

Aplikimet e hidrogjenit

Elementi përdoret në mënyrë aktive nga njerëzimi në aktivitetet e tij, kështu që ne kemi mësuar ta marrim atë në një shkallë industriale për:

Meteorologji, prodhim kimik;

Prodhimi i margarinës;

Si lëndë djegëse raketash (hidrogjen i lëngët);

Industria e energjisë elektrike për ftohjen e gjeneratorëve elektrikë;

Saldimi dhe prerja e metaleve.

Shumë hidrogjen përdoret në prodhimin e benzinës sintetike (për të përmirësuar cilësinë e karburantit me cilësi të ulët), amoniakut, klorurit të hidrogjenit, alkooleve dhe materialeve të tjera. Energjia bërthamore përdor në mënyrë aktive izotopet e saj.

Ilaçi "peroksid hidrogjeni" përdoret gjerësisht në metalurgji, industrinë elektronike, prodhimin e pulpës dhe letrës, për zbardhjen e pëlhurave prej liri dhe pambuku, për prodhimin e ngjyrave të flokëve dhe kozmetikës, polimereve dhe në mjekësi për trajtimin e plagëve.

Natyra "shpërthyese" e këtij gazi mund të bëhet një armë vdekjeprurëse - një bombë hidrogjeni. Shpërthimi i tij shoqërohet me lëshimin e një sasie të madhe të substancave radioaktive dhe është shkatërruese për të gjitha gjallesat.

Kontakti i hidrogjenit të lëngshëm dhe lëkurës mund të shkaktojë ngrirje të rëndë dhe të dhimbshme.