Yer planetinin nüvəsi. (Planetin nüvəsində nüvə parçalanması və birləşmə proseslərinin təsviri)
Yer planetinin mərkəzində bir nüvə var, səthdən qabıq, maqma və kifayət qədər nazik yarım təbəqə ilə ayrılır. qazlı maddə, yarı maye. Bu təbəqə sürtkü kimi çıxış edir və planetin nüvəsinin demək olar ki, əsas kütləsindən asılı olmayaraq fırlanmasını təmin edir.
Nüvənin üst təbəqəsi çox sıx bir qabıqdan ibarətdir. Bəlkə də bu maddə öz xüsusiyyətlərinə görə metallara yaxındır, çox güclü və çevikdir və ola bilsin ki, maqnit xüsusiyyətlərinə malikdir.
Planetin nüvəsinin səthi - sərt qabığı - əhəmiyyətli temperaturlara qədər çox isti olur, onunla təmasda olan maqma demək olar ki, qaz halına keçir.
Sərt qabığın altında nüvənin daxili maddəsi əsasən elementar atomlardan (hidrogen) və nüvə parçalanma məhsullarından - protonlardan, elektronlardan, neytronlardan və başqalarından ibarət sıxılmış plazma vəziyyətindədir. elementar hissəciklər, nüvə sintezi və nüvə parçalanması reaksiyaları nəticəsində əmələ gəlir.
Nüvə sintezi və parçalanma reaksiyalarının zonaları.
Yer planetinin nüvəsində çoxlu miqdarda istilik və digər enerji növlərinin (elektromaqnit impulsları, müxtəlif radiasiyalar) daimi buraxılmasına səbəb olan nüvə sintezi və çürümə reaksiyaları baş verir, həmçinin nüvənin daxili maddəsini daima nüvədə saxlayır. plazma vəziyyəti.
Yerin nüvə zonası - nüvə parçalanma reaksiyaları.
Nüvə parçalanması reaksiyaları planetin nüvəsinin tam mərkəzində baş verir.
Bu, aşağıdakı kimi baş verir - ağır və super ağır elementlər (nüvə birləşmə zonasında əmələ gəlir), çünki onlar bütün polad elementlərdən daha böyük kütləyə malikdirlər, sanki maye plazmada boğulurlar və tədricən planetin nüvəsinin tam mərkəzinə batırlar. , burada onlar kritik kütlə qazanır və böyük miqdarda enerji və nüvə parçalanma məhsullarını buraxaraq nüvə parçalanması reaksiyasına girirlər. Bu zonada ağır elementlər elementar atomların - hidrogen atomunun, neytronların, protonların, elektronların və digər elementar hissəciklərin vəziyyətinə təsir göstərir.
Bu elementar atomlar və hissəciklər yüksək sürətlə yüksək enerji buraxdıqlarına görə nüvənin mərkəzindən onun periferiyasına uçur və burada nüvə birləşmə reaksiyasına girirlər.
Yerin nüvə zonası - nüvə birləşmə reaksiyaları.
Yerin nüvəsinin mərkəzində nüvə parçalanması reaksiyası nəticəsində əmələ gələn elementar hidrogen atomları və elementar hissəciklər nüvənin bilavasitə yaxınlığında nüvə birləşmə reaksiyalarının baş verdiyi xarici bərk qabığına bir təbəqədə çatır. sərt qabığın altında yerləşir.
Planetin nüvəsinin mərkəzində nüvə parçalanma reaksiyası nəticəsində yüksək sürətlə sürətlənən protonlar, elektronlar və elementar atomlar periferiyada yerləşən müxtəlif atomlarla qarşılaşırlar. Qeyd etmək lazımdır ki, bir çox elementar hissəciklər nüvənin səthinə gedərkən nüvə birləşmə reaksiyalarına girirlər.
Tədricən, nüvə sintezi zonasında, demək olar ki, bütün dövri cədvəldə getdikcə daha çox ağır elementlər əmələ gəlir, bəziləri ən ağır kütləyə malikdir.
Bu zonada, nüvənin mərkəzdənqaçma fırlanma qüvvəsi səbəbindən böyük sıxlığa malik olan böyük təzyiqlə sıxılmış hidrogen plazmasının xüsusiyyətlərinə görə maddələrin atomlarının çəkilərinə görə özünəməxsus bölünməsi var. mərkəzdənqaçma cazibə qüvvəsinə.
Bütün bu qüvvələrin əlavə olunması nəticəsində ən ağır metallar nüvənin plazmasına bataraq onun mərkəzinə düşür və nüvənin mərkəzində davamlı nüvə parçalanması prosesini daha da davam etdirir, yüngül elementlər isə ya nüvəni tərk etməyə meyllidirlər. nüvə və ya onun daxili hissəsinə yerləşir - nüvənin sərt qabığı.
Nəticədə, bütün dövri cədvəldəki atomlar tədricən maqmaya daxil olur, daha sonra nüvənin səthindən yuxarı kimyəvi reaksiyalara girərək mürəkkəb kimyəvi elementlər əmələ gətirir.
Planetin nüvəsinin maqnit sahəsi.
Nüvənin maqnit sahəsi nüvənin mərkəzi zonasından qaçaraq nüvə parçalanmasının elementar məhsullarının nüvədə plazma axınları boyunca daşıması səbəbindən nüvənin mərkəzində nüvə parçalanması reaksiyası nəticəsində əmələ gəlir. əsas qüvvə xətləri ətrafında fırlanan güclü burulğan axınları əmələ gətirir maqnit sahəsi. Bu plazma axınları müəyyən bir yükü olan elementləri ehtiva etdiyindən, daha sonra ən güclüdür elektrik, öz elektromaqnit sahəsini yaradır.
Əsas burulğan cərəyanı (plazma axını) nüvənin termonüvə birləşməsi zonasında yerləşir; bu zonadakı bütün daxili maddələr planetin dairəvi (planetin nüvəsinin ekvatoru boyunca) fırlanmasına doğru hərəkət edərək güclü bir elektromaqnit yaradır. sahə.
Planetin nüvəsinin fırlanması.
Planetin nüvəsinin fırlanması planetin özünün fırlanma müstəvisi ilə üst-üstə düşmür, nüvənin fırlanma oxu planetin fırlanma oxu ilə maqnit artılarını birləşdirən ox arasında yerləşir.
Planetin nüvəsinin fırlanma bucaq sürəti planetin özünün fırlanma bucaq sürətindən böyükdür və onu qabaqlayır.
Planetin nüvəsində nüvə parçalanması və birləşmə proseslərinin tarazlığı.
Planetdə nüvə sintezi və nüvə parçalanması prosesləri prinsipcə balanslaşdırılmışdır. Amma müşahidələrimizə görə, bu tarazlıq bu və ya digər istiqamətdə pozula bilər.
Planetin nüvəsinin nüvə birləşmə zonasında ağır metalların artıqlığı tədricən toplana bilər ki, bu da planetin mərkəzinə adi haldan daha çox miqdarda düşməsi nəticəsində nüvə parçalanması reaksiyasının güclənməsinə səbəb ola bilər. zəlzələyə meyilli ərazilərdə seysmik aktivliyə təsir edəcək adi haldan xeyli çox enerji ayrılır, həmçinin vulkanik fəaliyyət Yerin səthində.
Müşahidələrimizə görə, vaxtaşırı Yer nüvəsinin bərk sincabının mikro qırılması baş verir ki, bu da nüvə plazmasının planetin maqmasına daxil olmasına səbəb olur və bu, onun temperaturunun bu yerdə kəskin artmasına səbəb olur. yer. Bu yerlərin üstündə planetin səthində seysmik aktivliyin və vulkanik aktivliyin kəskin artması mümkündür.
Bəlkə də dövrlər qlobal istiləşmə Və qlobal soyutma planet daxilində nüvə sintezi və nüvə parçalanması proseslərinin tarazlığı ilə bağlıdır. Geoloji dövrlərdə baş verən dəyişikliklər də bu proseslərlə bağlıdır.
Bizim tarixi dövrümüzdə.
Müşahidələrimizə görə, hazırda planetin nüvəsinin aktivliyində artım, onun temperaturunda artım və nəticədə planetin nüvəsini əhatə edən maqmanın qızması, həmçinin planetin qlobal temperaturunda artım müşahidə olunur. onun atmosferi.
Bu, dolayı yolla sürüşmənin sürətlənməsini təsdiqləyir maqnit qütbləri, bu da nüvənin daxilindəki proseslərin dəyişərək başqa bir fazaya keçdiyini göstərir.
Yerin maqnit sahəsinin gücünün azalması planetin maqmasında Yerin maqnit sahəsini ekranlaşdıran maddələrin toplanması ilə bağlıdır ki, bu da təbii olaraq planetin nüvəsində nüvə reaksiyalarının rejimlərinin dəyişməsinə təsir göstərəcək.
Planetimizi və onun üzərindəki bütün prosesləri nəzərə alsaq, biz adətən tədqiqatlarımızda və proqnozlarımızda ya fiziki, ya da enerji anlayışları ilə işləyirik, lakin bəzi hallarda bir və digər tərəf arasında əlaqə yaratmaq təsvir olunan mövzuları daha yaxşı başa düşməyə imkan verəcəkdir.
Xüsusilə, Yer kürəsində təsvir olunan gələcək təkamül prosesləri, eləcə də bütün planetdə baş verən ciddi kataklizmlər dövrü, onun nüvəsi, onda və maqma qatında gedən proseslər, eləcə də yer səthi, biosferlə əlaqəsi kontekstində və atmosfer nəzərə alındı. Bu proseslər həm fizika səviyyəsində, həm də enerji münasibətləri səviyyəsində nəzərdən keçirilirdi.
Yerin nüvəsinin quruluşu fizika nöqteyi-nəzərindən olduqca sadə və məntiqli olduğu ortaya çıxdı; bu, ümumiyyətlə, müxtəlif hissələrində bir-birini ahəngdar şəkildə tamamlayan iki üstünlük təşkil edən termonüvə prosesi olan qapalı bir sistemdir.
Əvvəlcə onu demək lazımdır ki, nüvə fasiləsiz və çox sürətli hərəkətdədir, bu fırlanma da içindəki prosesləri dəstəkləyir.
Planetimizin nüvəsinin tam mərkəzi hissəciklərin son dərəcə ağır və sıxılmış mürəkkəb quruluşudur, mərkəzdənqaçma qüvvəsi, bu hissəciklərin toqquşması və daimi sıxılma nəticəsində müəyyən bir anda daha yüngül və daha elementar fərdi elementlərə bölünür. Bu, termonüvə parçalanması prosesidir - planetin nüvəsinin tam ortasında.
Buraxılan hissəciklər periferiyaya aparılır, burada nüvə daxilində ümumi sürətli hərəkət davam edir. Bu hissədə hissəciklər kosmosda bir-birindən daha da geri qalır, yüksək sürətlə toqquşaraq yenidən daha ağır və daha mürəkkəb hissəciklər əmələ gətirir və mərkəzdənqaçma qüvvəsi ilə yenidən nüvənin ortasına çəkilir. Bu, termonüvə sintezi prosesidir - Yer nüvəsinin periferiyasında.
Hissəciklərin nəhəng hərəkət sürəti və təsvir olunan proseslərin baş verməsi sabit və nəhəng temperaturların yaranmasına səbəb olur.
Burada bəzi məqamları aydınlaşdırmağa dəyər - birincisi, hissəciklərin hərəkəti Yerin fırlanma oxu ətrafında və onun hərəkəti boyunca baş verir - eyni istiqamətdə, bu tamamlayıcı fırlanmadır - planetin özünün bütün kütləsi və hissəcikləri öz əsasında. İkincisi, qeyd etmək lazımdır ki, nüvədəki hissəciklərin hərəkət sürəti sadəcə olaraq çox böyükdür, o, planetin öz oxu ətrafında fırlanma sürətindən dəfələrlə yüksəkdir.
Bu sistemi istədiyiniz qədər daimi olaraq saxlamaq üçün çox şeyə ehtiyacınız yoxdur, hər hansı bir kosmik cismin Yerə vaxtaşırı vurması, ümumilikdə planetimizin və nüvənin kütləsini daim artırması kifayətdir. Xüsusilə, kütləsinin bir hissəsi istilik enerjisi və qazlarla atmosferin nazik hissələrindən kosmosa çıxır.
Ümumiyyətlə, sistem kifayət qədər dayanıqlıdır, sual yaranır - hansı proseslər səthdə ciddi geoloji, tektonik, seysmoloji, iqlim və digər fəlakətlərə səbəb ola bilər?
Bu proseslərin fiziki komponentini nəzərə alsaq, belə bir mənzərə ortaya çıxır: vaxtaşırı nüvənin periferik hissəsindən maqmaya qədər, termonüvə birləşməsində iştirak edən sürətlənmiş hissəciklərin bəzi axınları böyük sürətlə “vurur”; maqmanın nəhəng təbəqəsi. düşdükləri, sanki bu "atışları" özləri söndürür, onların sıxlığı, özlülüyü, daha aşağı temperatur - onlar planetin səthinə qalxmırlar, lakin bu cür emissiyaların baş verdiyi maqmanın sahələri kəskin şəkildə qızır, hərəkət etməyə başlayır, genişlənir, yer qabığına daha çox təzyiq göstərir ki, bu da geoloji plitələrin kəskin hərəkətinə, yer qabığının qırılmalarına, temperaturun dəyişməsinə, zəlzələ və vulkan püskürmələrinə səbəb olur. Bu həm də qitə plitələrinin okeanlara batmasına və yeni qitələrin və adaların səthə çıxmasına səbəb ola bilər.
Nüvədən maqmaya bu cür kiçik emissiyaların səbəbləri həddindən artıq temperatur və təzyiq ola bilər. ümumi sistem planetin nüvəsini təşkil edir, lakin biz planetin hər yerində təkamül yolu ilə müəyyən edilmiş fəlakətli hadisələrdən, canlı şüurlu Yer kürəsini insan təcavüzündən və zibildən təmizləməkdən danışarkən, canlı şüurlu varlığın şüurlu qəsdən hərəkətindən danışırıq.
Enerji və ezoterizm nöqteyi-nəzərindən, planet mərkəzdən məlumatlılıq nüvəsindən bədən-maqma-aşağı təbəqəyə, yəni şərti olaraq Titanlara qəsdən impulslar verir. ərazilər səthə çıxır. Burada nüvə ilə mantiya arasında müəyyən bir təbəqəni qeyd etmək lazımdır, sadəcə fizika səviyyəsində bu, bir tərəfdən nüvənin xüsusiyyətlərinə uyğun gələn soyuducu maddə təbəqəsidir, digər tərəfdən - maqma enerji məlumatı hər iki istiqamətdə axır. Enerji baxımından bu, ilkin “sinir keçirici sahə” kimi bir şeydir, tam tutulma zamanı Günəşin tacına bənzəyir, planetin şüurunun ilk, ən dərin və ən böyük təbəqəsi ilə əlaqəsidir. İmpulsları daha da ötürən Yer Mühafizəçiləri - səthdə bu prosesləri həyata keçirən daha kiçik və mobil zonalı Mühafizəçilərə. Düzdür, ağır kataklizmlər dövründə yeni qitələrin yüksəlişi və hazırkı qitələrin yenidən cızılması zamanı Titanların özlərinin qismən iştirakı nəzərdə tutulur.
Burada diqqət yetirməyə dəyər başqa bir vacib məsələdir fiziki fenomen, planetimizin nüvəsinin quruluşu və orada baş verən proseslərlə əlaqələndirilir. Bu, Yerin maqnit sahəsinin formalaşmasıdır.
Maqnit sahəsi Yerin nüvəsinin daxilində orbitdə olan hissəciklərin yüksək sürətlə hərəkət etməsi nəticəsində əmələ gəlir və deyə bilərik ki, Yerin xarici maqnit sahəsi planetin nüvəsinin daxilində baş verən termonüvə proseslərini aydın şəkildə göstərən bir növ holoqramdır.
Maqnit sahəsi planetin mərkəzindən nə qədər uzanırsa, bir o qədər nadirdir; planetin daxilində, nüvənin yaxınlığında, daha güclüdür, lakin nüvənin özündə monolit bir maqnit sahəsidir.
Suallara cavablar,
Fiziki-kimyəvi proseslər fənni üzrə imtahana təqdim edilmişdir mühit» “Sənayedə ətraf mühitin idarə edilməsi və audit” ixtisasının III kurs tələbələri üçün
Ətraf mühitdə atomların bolluğu. Elementlərin klarksları.
Klark elementi – orta element tərkibinin ədədi qiymətləndirilməsi yer qabığı, hidrosfer, atmosfer, bütövlükdə Yer, müxtəlif növ süxurlar, kosmik obyektlər və s. Elementin Klarki kütlə vahidləri (%, g/t) və ya atom % ilə ifadə edilə bilər. Amerikalı geokimyaçı Frank Unglizortun adını daşıyan Fersman tərəfindən təqdim edilmişdir.
Kəmiyyətcə yayılma kimyəvi elementlər yer qabığında ilk dəfə Klark tərəfindən yaradılmışdır. O, yer qabığına hidrosferi və atmosferi də daxil etmişdir. Bununla belə, hidrosferin kütləsi bir neçə faizdir və atmosfer bərk qabığın kütləsinin yüzdə bir hissəsidir, buna görə də Klark rəqəmləri əsasən bərk qabığın tərkibini əks etdirir. Beləliklə, 1889-cu ildə klarklar 10 element üçün, 1924-cü ildə 50 element üçün hesablanmışdır.
Müasir radiometrik, neytron aktivləşdirmə, atom adsorbsiya və digər analiz üsulları süxurlarda və minerallarda kimyəvi elementlərin tərkibini böyük dəqiqliklə və həssaslıqla müəyyən etməyə imkan verir. Klarks haqqında fikirlər dəyişdi. Məsələn: Ge 1898-ci ildə Fox klarkı n * 10 -10% -ə bərabər hesab etdi. Ge zəif öyrənilmişdi və praktiki əhəmiyyəti yox idi. 1924-cü ildə onun üçün Klark n*10 -9% (Clark və G. Vaşinqton) kimi hesablanmışdır. Daha sonra kömürlərdə Ge kəşf edildi və onun klarki 0.p%-ə qədər artdı. Ge radiotexnikada istifadə olunur, germanium xammalının axtarışı, Ge-nin geokimyasının ətraflı tədqiqi göstərdi ki, Ge yer qabığında o qədər də nadir deyil, litosferdə onun klarki 1,4*10 -4%, demək olar ki, eynidir. Sn, As kimi, yer qabığında Au, Pt, Ag ilə müqayisədə daha yüksəkdir.
İçindəki atomların bolluğu
Vernadski kimyəvi elementlərin dispers halı anlayışını təqdim etdi və bu, öz təsdiqini tapdı. Bütün elementlər hər yerdə mövcuddur, biz yalnız təhlilin həssaslığının olmamasından danışa bilərik ki, bu da öyrənilən mühitdə bu və ya digər elementin məzmununu müəyyən etməyə imkan vermir. Kimyəvi elementlərin ümumi dispersiyası ilə bağlı bu müddəa Klark-Vernadski qanunu adlanır.
Bərk yer qabığındakı elementlərin klarklarına əsasən (Vinoqradov haqqında) bərk yer qabığının demək olar ki, ½ hissəsi O-dan ibarətdir, yəni yer qabığı "oksigen sferası", oksigen maddəsidir.
Əksər elementlərin klarkları 0,01-0,0001% -dən çox deyil - bunlar nadir elementlərdir. Əgər bu elementlərin konsentrasiya qabiliyyəti zəifdirsə, onlara kəskin səpələnmiş (Br, In, Ra, I, Hf) deyilir.
Məsələn: U və Br üçün klark dəyərləri müvafiq olaraq ≈ 2.5*10 -4, 2.1* 10-4-dür, lakin U sadəcə nadir elementdir, çünki onun yataqları məlumdur və Br nadirdir, səpələnmişdir, çünki yer qabığında cəmləşmir. Mikroelementlər müəyyən bir sistemdə kiçik miqdarda (≈ 0,01% və ya daha az) olan elementlərdir. Beləliklə, Al orqanizmlərdə mikroelement, silikat süxurlarda isə makroelementdir.
Vernadskiyə görə elementlərin təsnifatı.
Yer qabığında dövri cədvələ uyğun elementlər fərqli davranırlar - onlar müxtəlif yollarla yer qabığına köçürlər. Vernadski yer qabığındakı elementlərin tarixinin ən mühüm məqamlarını nəzərə almışdır. Əsas əhəmiyyət miqrasiyanın radioaktivliyi, geri dönməzliyi və dönməzliyi kimi hadisə və proseslərə verilmişdir. Minerallarla təmin etmək qabiliyyəti. Vernadski 6 qrup element müəyyən etdi:
nəcib qazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe) – 5 element;
nəcib metallar (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au) – 7 element;
siklik elementlər (mürəkkəb dövrlərdə iştirak edən) – 44 element;
səpələnmiş elementlər – 11 element;
yüksək radioaktiv elementlər (Po, Ra, Rn, Ac, Th, Pa, U) – 7 element;
nadir torpaq elementləri – 15 element.
Yer qabığında kütləcə 3-cü qrupun elementləri üstünlük təşkil edir, onlar əsasən süxurlardan, sudan və orqanizmlərdən ibarətdir.
Gündəlik təcrübədən əldə edilən fikirlər real məlumatlara uyğun gəlmir. Beləliklə, Zn, Cu gündəlik həyatda və texnologiyada geniş yayılmışdır və Zr (sirkonium) və Ti bizim üçün nadir elementlərdir. Baxmayaraq ki, yer qabığında Zr Cu-dan 4 dəfə, Ti isə 95 dəfə çoxdur. Bu elementlərin “nadirliyi” onların filizlərdən çıxarılmasının çətinliyi ilə izah olunur.
Kimyəvi elementlər bir-biri ilə kütlələrinə nisbətdə deyil, atomların sayına uyğun olaraq qarşılıqlı təsir göstərirlər. Buna görə də, klarks yalnız kütləvi% ilə deyil, həm də atomların sayının% -i ilə hesablana bilər, yəni. atom kütlələrini nəzərə alaraq (Çirvinski, Fersman). Eyni zamanda, ağır elementlərin klarkları azalır, yüngül elementlərin isə artır.
Misal üçün:Atomların sayına görə hesablama kimyəvi elementlərin yayılmasının daha ziddiyyətli mənzərəsini verir - oksigenin daha çox üstünlüyü və ağır elementlərin nadirliyi.
Yer qabığının orta tərkibi müəyyən edildikdə, elementlərin qeyri-bərabər paylanmasının səbəbi haqqında sual yarandı. Bu sürü atomların struktur xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirilir.
Klarkların dəyərləri ilə elementlərin kimyəvi xassələri arasındakı əlaqəni nəzərdən keçirək.
Beləliklə, qələvi metallar Li, Na, K, Rb, Cs, Fr kimyəvi cəhətdən bir-birinə yaxındır - bir valent elektron, lakin klark qiymətləri fərqlidir - Na və K - ≈ 2,5; Rb - 1,5*10 -2; Li - 3,2*10 -3 ;Cs – 3,7 * 10 -4 ;Fr – süni element. Klark dəyərləri F və Cl, Br və I, Si (29,5) və Ge (1,4 * 10 -4), Ba (6,5 * 10 -2) və Ra (2 * 10 -10) üçün kəskin şəkildə fərqlənir.
Digər tərəfdən, kimyəvi cəhətdən fərqli olan elementlər oxşar klark qiymətlərinə malikdir - Mn (0.1) və P (0.093), Rb (1.5 * 10 -2) və Cl (1.7 * 10 -2).
Fersman Dövri Cədvəlin cüt və tək elementləri üçün atom klarklarının dəyərlərinin elementin atom nömrəsindən asılılığını qurdu. Məlum oldu ki, atom nüvəsinin quruluşu mürəkkəbləşdikcə (çəkili) elementlərin klark dəyərləri azalır. Lakin bu asılılıqların (əyrilərin) qırıldığı ortaya çıxdı.
Fersman, elementin sıra nömrəsi artdıqca tədricən azalan hipotetik orta xətt çəkdi. Alim orta xəttin üstündə yerləşən, zirvələr əmələ gətirən elementləri artıqlıq (O, Si, Fe və s.), xəttin altında yerləşən elementləri isə çatışmazlıq (inert qazlar və s.) adlandırmışdır. Əldə edilən asılılıqdan belə nəticə çıxır ki, yer qabığında Dövri Cədvəlin ilkin hüceyrələrini tutan, nüvələrində az sayda proton və neytron olan yüngül atomlar üstünlük təşkil edir. Həqiqətən, Fe (No. 26) dan sonra vahid ümumi element yoxdur.
Daha sonra Oddo (İtalyan alimi) və Qarkins (Amerika alimi) 1925-28-ci illərdə. Elementlərin yayılmasının başqa bir xüsusiyyəti müəyyən edilmişdir. Yer qabığında hətta atom nömrələri və atom kütlələri olan elementlər üstünlük təşkil edir. Qonşu elementlər arasında cüt nömrəli elementlər demək olar ki, həmişə tək nömrəli elementlərdən daha yüksək klarkslara malikdir. Ən çox yayılmış 9 element üçün (8 O, 14 Si, 13 Al, 26 Fe, 20 Ca, 11 Na, 19 K, 12 Mg, 22 Ti) cüt kütləli klarklar cəmi 86,43%, tək olanlar isə 13,05% təşkil edir. Atom kütləsi 4-ə bölünən elementlərin klarkları xüsusilə böyükdür, bunlar O, Mg, Si, Ca.
Fersmanın tədqiqatlarına görə, 4q tipli (q tam ədəddir) nüvələr yer qabığının 86,3%-ni təşkil edir. Daha az yayılmış 4q+3 tipli nüvələr (12,7%) və 4q+1 və 4q+2 tipli nüvələr (1%) çox azdır.
Cüt elementlər arasında He ilə başlayan hər altıncı ən yüksək klarklara malikdir: O (No 8), Si (No 14), Ca (No 20), Fe (No 26). Tək elementlər üçün - oxşar qayda (H ilə başlayan) - N (No. 7), Al (No. 13), K (No. 19), Mg (No. 25).
Deməli, yer qabığında az və bərabər sayda proton və neytronlu nüvələr üstünlük təşkil edir.
Zaman keçdikcə klarklar dəyişdi. Beləliklə, radioaktiv parçalanma nəticəsində U və Th daha az, lakin daha çox Pb olmuşdur. Qazın dağılması və meteorit düşməsi kimi proseslər də elementlərin klark dəyərlərinin dəyişməsində rol oynamışdır.
Əsas tendensiyalar kimyəvi dəyişikliklər yer qabığında. Yer qabığındakı maddələrin böyük dövranı.
MADDƏLƏRİN DÖVRÜ. Yer qabığının maddəsi fiziki və kimyəvi ilə bağlı müxtəlif səbəblərdən yaranan fasiləsiz hərəkətdədir. maddənin xüsusiyyətləri, planetar, geoloji, coğrafi və bioloji. yerin şərtləri. Bu hərəkət daim və davamlı olaraq geoloji vaxt ərzində baş verir - ən azı bir yarım və yəqin ki, üç milyard ildən çox deyil. IN son illər geoloji dövrün yeni elmi - kimyanı öyrənmək vəzifəsi olan geokimya yetişdi. planetimizi yaradan elementlər. Onun tədqiqatının əsas mövzusu kimyəvi hərəkətlərdir. Bu hərəkətlərə səbəb nə olursa olsun, yerin maddəsinin elementləri. Elementlərin bu hərəkətlərinə kimyəvi miqrasiya deyilir. elementləri. Köçlər arasında kimyəvi maddələrin olduğu da var element daha uzun və ya daha qısa müddətdən sonra qaçılmaz olaraq ilkin vəziyyətinə qayıdır; belə kimyəvi maddələrin tarixi beləliklə yer qabığındakı elementlər azaldıla bilər. geri dönən prosesə çevrilir və dairəvi proses, dövr şəklində təqdim olunur. Bu miqrasiya növü bütün elementlər üçün xarakterik deyil, lakin onların əhəmiyyətli bir hissəsi, o cümlədən kimyəvi elementlərin böyük əksəriyyəti üçün xarakterikdir. bitki və ya heyvan orqanizmlərini və ətrafımızdakı mühiti yaradan elementlər - okeanlar və sular, qayalar və hava. Belə elementlər üçün atomlarının bütün və ya böyük kütləsi maddələr dövriyyəsindədir, digərləri üçün isə onların yalnız cüzi bir hissəsi dövrlərlə əhatə olunur. Şübhə yoxdur ki, yer qabığının 20-25 km dərinlikdəki materialının çox hissəsi girirlərlə örtülmüşdür. Aşağıdakı kimya üçün. elementlər, onların miqrasiyaları arasında dairəvi proseslər xarakterikdir və üstünlük təşkil edir (rəqəm sıra nömrəsini göstərir). 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. Bu elementləri bu əsasda siklik və ya orqanogen elementlər kimi digər elementlərdən ayırmaq olar. Bu. dövrlər Mendeleyev sisteminə daxil olan 92 elementdən 42 elementi xarakterizə edir və bu rəqəmə ən çox yayılmış dominant yer elementləri daxildir.
Gəlin biogen miqrasiyaları əhatə edən birinci növ siklonlar üzərində dayanaq. Bu K. biosferi (yəni atmosferi, hidrosferi, aşınma qabığını) tutur. Hidrosferin altında okeanın dibinə yaxınlaşan bazalt qabığını tuturlar. Quru altında, onlar çökmələr ardıcıllığı ilə çöküntü süxurların (stratosfer), metamorfik və qranit qabıqlarının qalınlığını əhatə edir və bazalt qabığına daxil olurlar. Yerin dərinliklərindən, bazalt qabığının arxasında uzanan, yerin substansiyası müşahidə edilən K-ya düşmür. O, həmçinin stratosferin yuxarı hissələrinə görə yuxarıdan onlara düşmür. Bu. kimyəvi dövrlər elementlər atmosferdə 15-20 km hündürlükdə (yüksək olmayan), litosferdə isə 15-20 km-dən çox olmayan yüksəkliklərdə baş verən səth hadisələridir. Hər bir K., onun daim yenilənməsi üçün xarici enerji axını tələb edir. İki əsas məlumdur və heç bir şübhə yoxdur. belə enerji mənbəyi: 1) kosmik enerji - günəşdən radiasiya (biogen miqrasiya demək olar ki, tamamilə ondan asılıdır) və 2) uran, torium, kalium, rubidiumun 78 seriyasının elementlərinin radioaktiv parçalanması ilə əlaqəli atom enerjisi. daha az dəqiqlik dərəcəsi, mexaniki enerjini ayırd etmək olar , yer kütlələrinin hərəkəti (cazibə qüvvəsi səbəbindən) və ehtimal ki, yuxarıdan nüfuz edən kosmik enerji (Hess şüaları).
Yerin bir neçə qatını əhatə edən döngələr yavaş-yavaş, dayanacaqlarla irəliləyir və yalnız geoloji vaxtda görünə bilər. Onlar çox vaxt bir neçə geoloji dövrü əhatə edir. Onlara geoloqlar, quru və okeanların yerdəyişmələri səbəb olur. K. hissələri sürətlə hərəkət edə bilir (məsələn, biogen miqrasiya).
| " |
Aşağıdakılar fərqlənir: yer qabığında kimyəvi elementlərin yaranma formaları : 1) müstəqil mineral növləri; 2) çirklər və qarışıqlar – a) struktur olmayan (dissipasiya vəziyyəti), b) struktur (izomorf çirklər və qarışıqlar); 3) silikat ərimələri; 4) sulu məhlullar və qaz qarışıqları; 5) biogen forma. İlk iki forma ən çox öyrənilənlərdir.
Müstəqil mineral növləri(minerallar) yer qabığında kimyəvi elementlərin mövcudluğunun ən mühüm formasını təmsil edir. Yayılmalarına görə faydalı qazıntılar beş qrupa bölünür: çox yayılmış, adi, adi filiz, nadir və çox nadir.
Qeyri-struktur çirkləriəsas mineralın kristal qəfəsi ilə kristal kimyəvi əlaqəsi yoxdur və səpilmə vəziyyətindədirlər (A.E.Fersmana görə - endokript səpilmə). Bu baş vermə forması bir qrup radioaktiv elementlər, eləcə də müstəqil mineral növləri yaratmayan elementlər üçün xarakterikdir. Atmosfer və hidrosfer xüsusilə dağılma üçün əlverişlidir. 1 sm 3 maddədə 1 atomun miqdarı şərti olaraq səpilmənin aşağı həddi kimi qəbul edilir.
Struktur çirkləri adətən izomorf adlanır. İzomorfizm çağırdı bir kimyəvi elementin atomlarının kristal qəfəsin qovşaqlarında başqa kimyəvi elementin atomlarını dəyişən tərkibli vahid (homogen) qarışıq kristalın əmələ gəlməsi ilə əvəz etmək xüsusiyyəti. İzomorf qarışığın əmələ gəlməsi ilk növbədə qarışdırıcı komponentlərin kristal qəfəslərinin parametrlərinin oxşarlığı ilə müəyyən edilir. Bənzər bir quruluşa malik olan, lakin homojen qarışıq kristal əmələ gətirməyən komponentlər adlanır izostruktur (məsələn, halit NaCl və galena PbS).
Hal-hazırda İzomorfizmin bir neçə növü var aşağıdakı xüsusiyyətləri nəzərə alaraq: 1) izomorf qarışıqlıq dərəcəsi – mükəmməl və qüsursuz; 2) əvəzetmələrdə iştirak edən ionların valentliyi - izovalent və heterovalent; 3) atomun kristal qəfəsə daxil olma mexanizmi - qütb. İzovalent izomorfizm üçün mövcuddur qayda : əvəzlənmədə daha böyük və ya daha kiçik radiuslu ionlar iştirak edirsə, onda kiçik radiuslu ion əvvəlcə kristal qəfəsə, daha böyük radiuslu ion isə ikinci olaraq daxil olur.. Heterovalent izomorfizm tabe olur diaqonal cərgələr qanunu Dövri Cədvəl DI. Mendeleyev, A.E. Fersman.
İzomorf qarışıqların əmələ gəlməsi bir neçə faktorla, o cümlədən daxili və xarici amillərlə bağlıdır. Daxili amillər atoma (ion və ya molekula) xas olan xüsusiyyətlərlə müəyyən edilir; bunlara aşağıdakılar daxildir: atomların kimyəvi laqeydliyi, atomların (ionların) ölçüləri, kimyəvi bağ tipindəki oxşarlıqlar və kristal strukturları; izomorf qarışığın əmələ gəlməsi zamanı elektrostatik tarazlığın saxlanması. Xarici amillər izomorfizmə ətraf mühitin fiziki və kimyəvi şərtləri - temperatur, təzyiq, izomorf komponentlərin konsentrasiyası daxildir. Yüksək temperaturda komponentlərin izomorf qarışıqlığı artır. Temperatur azaldıqca mineral çirklərdən təmizlənir. Bu fenomen A.E. Fersman adlandırıldı avtoliz (özünü təmizləmə). Təzyiq artdıqca, daha kiçik radiuslu atomlar üstünlük təşkil edən mineralın kristal şəbəkəsinə daxil olurlar. Temperatur və təzyiqin birgə rolu V.I.-nin izomorf seriyası ilə təsvir edilmişdir. Vernadski.
İzomorf qarışıqlar əmələ gəlməsinin fiziki-kimyəvi şərtlərini saxlayarkən sabitdir. Bu şərtlərin dəyişdirilməsi qarışıqların tərkib hissələrinə parçalanmasına səbəb olur. Endogen şəraitdə parçalanmanın əsas amilləri temperatur və təzyiqdir. Ekzogen şəraitdə izomorf qarışıqların parçalanmasının səbəbləri daha müxtəlifdir: ion radiuslarının dəyişməsi ilə müşayiət olunan izomorf bir-birini əvəz edən kimyəvi elementlərin valentliyinin dəyişməsi; kimyəvi bağın növünün dəyişməsi; hipergen məhlulların pH-nın dəyişməsi.
İzomorfizm hadisəsi müxtəlif geoloji problemlərin, xüsusən də paleotermometriyanın həlli üçün geniş istifadə olunur. İzomorf qarışıqların parçalanması tez-tez yuyulma nəticəsində hidrogeokimyəvi tədqiqatların obyekti olan yeraltı suların tərkibinə daxil olan asan həll olunan birləşmələrin əmələ gəlməsinə səbəb olur (1,140–159; 2,128–130; 3,96–102). ).
V.I.Vernadski yer qabığının bərk maddəsində atomların müxtəlif vəziyyətlərini elementlərin əmələ gəlmə formaları adlandırırdı. Hal-hazırda bu formaların ideyası geokimyaçılar tərəfindən faydalı qazıntı yataqlarının axtarışı zamanı praktiki problemlərin həlli üçün uğurla istifadə olunur.
Artıq bildiyimiz kimi, kifayət qədər yüksək konsentrasiyada atomlar ciddi nizamlı düzülüşlü kristal-kimyəvi strukturlar əmələ gətirirlər. Kimyəvi elementin çox aşağı konsentrasiyasında onun atomları müstəqil birləşmələr yarada bilməz. Bu atomların radiusları mövcud kristal kimyəvi strukturlarına uyğundursa, atomlar izomorfizm qanunlarına uyğun olaraq onlara daxil ola bilər. Əgər belə uyğunluq yoxdursa, atomlar nizamsız, səpələnmiş vəziyyətdə bərk kristal maddədə qalır. Kristal və dağılmış vəziyyətlər yer qabığındakı atomların ən vacib iki formasıdır. Bu və ya digər formanın üstünlüyü elementin klark qiymətindən asılıdır.
Yer qabığında 1% -dən çox miqdarda olan səkkiz kimyəvi element əsas adlanır. Bu elementlərin atomları o qədər çoxdur ki, onların əksəriyyəti kristal maddədə nizamlı vəziyyətdədir. Onlara faizin onda birində olan kiçik elementləri əlavə edə bilərsiniz. Hər biri yer qabığında 0,1% -dən az miqdarda olan bütün digər kimyəvi elementlər nadir adlandırılmalıdır. Onlar fərqli davranırlar. Onların bəziləri müəyyən yerlərdə cəmləşə və çoxsaylı müstəqil minerallar əmələ gətirə bilirlər. Digərləri yer qabığında az və ya çox bərabər şəkildə yayılmışdır, nadir hallarda və ya ümumiyyətlə minerallar əmələ gətirmir. Buna görə də sovet geokimyaçısı A. A. Beus daha az yayılmış kimyəvi elementləri mineralogenlərə, yəni mineral əmələ gətirənlərə və onları əmələ gətirməyən disperslərə bölməyi təklif edir.
Düzünü desək, bütün kimyəvi elementlərin atomları dağılmış vəziyyətdədir. Bununla belə, müstəqil birləşmələr şəklində ümumiyyətlə baş verməyən və tamamilə izomorf çirk şəklində və ya dağılmış vəziyyətdə olanlar var. Bunlara rubidium, nadir torpaq elementlərinin əksəriyyəti, hafnium, indium, renium, bütün nəcib qazlar, uran və toriumdan başqa bütün radioaktiv elementlər daxildir.
Hal-hazırda mikroelementlər dedikdə qeyri-mineralogik formada olan, yəni mineralların tərkibinə elə cüzi bir çirklənmə şəklində daxil olan nadir elementlər başa düşülür ki, onları kimyəvi düsturda əks etdirmək mümkün deyil. V.I.Vernadskinin hesablamalarına görə, 1 sm3-də möhkəm Yer qabığında dispers vəziyyətdə olan atomların sayı aşağıdakılardan ibarətdir: litium - 10, brom - 1018, itrium - 10", qalium - 1018 və s.
Yer qabığının kimyəvi tərkibi dağ əmələ gətirmə prosesləri zamanı yer səthinə çıxan, həmçinin mədən işlərindən və dərin qazma quyularından götürülmüş çoxsaylı süxur və faydalı qazıntı nümunələrinin təhlilinin nəticələrinə əsasən müəyyən edilmişdir.
Hazırda yer qabığı 15-20 km dərinlikdə tədqiq olunub. Süxurların bir hissəsi olan kimyəvi elementlərdən ibarətdir.
Yer qabığında ən çox yayılmış elementlər 46-dır, onlardan 8-i onun kütləsinin 97,2-98,8%-ni, 2-si (oksigen və silisium) Yer kütləsinin 75%-ni təşkil edir.
Ən çox yer qabığında tapılan ilk 13 element (titan istisna olmaqla) üzvi maddələr bitkilər bütün həyati proseslərdə iştirak edir və torpağın münbitliyində mühüm rol oynayırlar. Çoxlu sayda iştirak edən elementlər kimyəvi reaksiyalar Yerin bağırsaqlarında çox müxtəlif birləşmələrin meydana gəlməsinə səbəb olur. Litosferdə ən çox rast gəlinən kimyəvi elementlərə bir çox minerallarda rast gəlinir (əsasən müxtəlif süxurlar onlardan ibarətdir).
Ayrı-ayrı kimyəvi elementlər geosferlərdə aşağıdakı kimi paylanır: oksigen və hidrogen hidrosferi doldurur; oksigen, hidrogen və karbon biosferin əsasını təşkil edir; oksigen, hidrogen, silisium və alüminium gil və qumların və ya aşınma məhsullarının əsas komponentləridir (onlar əsasən Yer qabığının yuxarı hissəsini təşkil edirlər).
Təbiətdəki kimyəvi elementlər minerallar adlanan müxtəlif birləşmələrdə olur. Bunlar mürəkkəb fiziki-kimyəvi və ya biokimyəvi proseslər nəticəsində əmələ gələn yer qabığının homojen kimyəvi maddələridir, məsələn, qaya duzu (NaCl), gips (CaS04*2H20), ortoklaz (K2Al2Si6016).
Təbiətdə kimyəvi elementlər müxtəlif mineralların əmələ gəlməsində qeyri-bərabər iştirak edir. Məsələn, silisium (Si) 600-dən çox mineralın tərkib hissəsidir və oksidlər şəklində də çox yayılmışdır. Kükürd 600-ə qədər birləşmə, kalsium - 300, maqnezium -200, manqan - 150, bor - 80, kalium - 75-ə qədər birləşmə əmələ gətirir, yalnız 10 litium birləşmələri məlumdur və daha da az yod birləşmələri var.
Yer qabığındakı ən məşhur minerallar arasında üç əsas elementi - K, Na və Ca olan feldispatların böyük bir qrupu üstünlük təşkil edir. Torpaq əmələ gətirən süxurlarda və onların aşınma məhsullarında feldispatlar əsas yer tutur. Feldispatlar tədricən havaya düşür (parçalanır) və torpağı K, Na, Ca, Mg, Fe və digər kül maddələri, həmçinin mikroelementlərlə zənginləşdirir.
Clark nömrəsi- yer qabığında, hidrosferdə, Yerdə, kosmik cisimlərdə, geokimyəvi və ya kosmokimyəvi sistemlərdə və s.-də kimyəvi elementlərin orta tərkibini bu sistemin ümumi kütləsinə nisbətdə ifadə edən rəqəmlər. % və ya q/kq ilə ifadə edilir.
Klarkların növləri
Çəki (%, q/t və ya q/q) və atomik (atomların sayının %-i) klarklar var. haqqında məlumatların ümumiləşdirilməsi kimyəvi birləşmə Yer qabığını təşkil edən müxtəlif süxurların 16 km dərinlikdə yayılması nəzərə alınmaqla öyrənilməsi ilk dəfə amerikalı alim F.V.Klark (1889) tərəfindən aparılmışdır. Onun yer qabığının tərkibindəki kimyəvi elementlərin faizi üçün əldə etdiyi, sonradan sonuncunun təklifi ilə A.E.Fersman tərəfindən bir qədər dəqiqləşdirilən rəqəmlər Klark ədədləri və ya Klarks adlanırdı.
Molekul quruluşu. Molekulların elektrik, optik, maqnit və digər xassələri dalğa funksiyaları və molekulların müxtəlif vəziyyətlərinin enerjiləri ilə bağlıdır. Molekulyar spektrlər molekulların vəziyyətləri və onlar arasında keçid ehtimalı haqqında məlumat verir.
Spektrlərdəki vibrasiya tezlikləri atomların kütlələri, onların yeri və atomlararası qarşılıqlı təsirlərin dinamikası ilə müəyyən edilir. Spektrlərdəki tezliklər molekulların ətalət anlarından asılıdır, onların spektroskopik məlumatlardan müəyyən edilməsi molekulda atomlararası məsafələrin dəqiq dəyərlərini əldə etməyə imkan verir. Ümumi sayı molekulun vibrasiya spektrində xətlər və zolaqlar onun simmetriyasından asılıdır.
Molekullarda elektron keçidlər onların elektron qabıqlarının quruluşunu və vəziyyətini xarakterizə edir kimyəvi bağlar. Daha çox sayda bağa malik olan molekulların spektrləri görünən bölgəyə düşən uzun dalğalı udma zolaqları ilə xarakterizə olunur. Belə molekullardan yaranan maddələr rənglə xarakterizə olunur; Bu maddələrə bütün üzvi boyalar daxildir.
ionlar. Elektron keçidləri nəticəsində ionlar əmələ gəlir - elektronların sayı protonların sayına bərabər olmayan atomlar və ya atom qrupları. Əgər ionda müsbət yüklülərdən daha çox mənfi yüklü hissəciklər varsa, belə ion mənfi adlanır. Əks halda, ion müsbət adlanır. İonlar maddələrdə çox yaygındır, məsələn, istisnasız olaraq bütün metallarda olur. Səbəb, hər bir metal atomundan bir və ya bir neçə elektronun ayrılaraq metal daxilində hərəkət edərək elektron qazı adlanan şeyi əmələ gətirməsidir. Məhz elektronların, yəni mənfi hissəciklərin itirilməsi nəticəsində metal atomları müsbət ionlara çevrilir. Bu, istənilən vəziyyətdə olan metallara aiddir - bərk, maye və ya qaz.
Kristal qəfəs homojen metal maddənin kristalında müsbət ionların düzülməsini modelləşdirir.
Məlumdur ki, bərk vəziyyətdə bütün metallar kristaldır. Bütün metalların ionları nizamlı şəkildə düzülüb, kristal qəfəs əmələ gətirir. Ərinmiş və buxarlanmış (qaz halında) metallarda ionların nizamlı düzülüşü yoxdur, lakin elektron qaz hələ də ionlar arasında qalır.
İzotoplar- eyni atom (sıra) nömrəsinə malik olan, lakin eyni zamanda müxtəlif kütlə nömrələrinə malik olan kimyəvi elementin atomlarının (və nüvələrinin) növləri. Adı bir atomun bütün izotoplarının dövri cədvəlin eyni yerində (bir hüceyrədə) yerləşməsi ilə əlaqədardır. Kimyəvi xassələri atomlar elektron qabığının quruluşundan asılıdır, bu da öz növbəsində Z nüvəsinin yükü (yəni içindəki protonların sayı) ilə müəyyən edilir və demək olar ki, onun kütlə sayından (yəni A) asılı deyildir. , protonların Z və neytronların ümumi sayı N). Eyni elementin bütün izotopları eyni nüvə yükünə malikdir, yalnız neytronların sayı ilə fərqlənir. Tipik olaraq, bir izotop mənsub olduğu kimyəvi elementin simvolu ilə, kütlə sayını göstərən yuxarı sol şəkilçinin əlavə edilməsi ilə təyin olunur. Siz həmçinin elementin adını və ardınca defislənmiş kütlə nömrəsini yaza bilərsiniz. Bəzi izotopların ənənəvi xüsusi adları var (məsələn, deuterium, aktinon).
Uşağınıza lüğət sözlərin yazılışını yadda saxlamağa necə kömək etmək olar Niyə lüğət sözləri öyrənin
Coğrafiyanın metodları Coğrafiya elmlərində tədqiqat metodları və texnologiyaları
Ailə və gündəlik tamaşa “Evlənmə” “Evlilik” tamaşasının personajları