Yer sayyorasining yadrosi. (Sayyora yadrosidagi yadroviy parchalanish va sintez jarayonlarining tavsifi)
Yer sayyorasining markazida yadro joylashgan bo'lib, u yerdan qobiq, magma va juda nozik bir yarim qatlam qatlamlari bilan ajralib turadi. gazsimon modda, yarim suyuqlik. Bu qatlam moylash vazifasini bajaradi va sayyora yadrosining asosiy massasidan deyarli mustaqil ravishda aylanishiga imkon beradi.
Yadroning yuqori qatlami juda zich qobiqdan iborat. Ehtimol, bu modda o'z xususiyatlariga ko'ra metallarga yaqin, juda kuchli va egiluvchan va ehtimol magnit xususiyatlarga ega.
Sayyora yadrosining yuzasi - uning qattiq qobig'i - sezilarli haroratgacha juda issiq; u bilan aloqa qilganda, magma deyarli gaz holatiga o'tadi.
Qattiq qobiq ostida yadroning ichki moddasi siqilgan plazma holatida bo'lib, u asosan elementar atomlar (vodorod) va yadro bo'linish mahsulotlari - protonlar, elektronlar, neytronlar va boshqalardan iborat. elementar zarralar, ular yadro sintezi va yadroviy parchalanish reaktsiyalari natijasida hosil bo'ladi.
Yadro sintezi va parchalanish reaksiyalari zonalari.
Yer sayyorasining yadrosida yadroviy sintez va parchalanish reaktsiyalari sodir bo'ladi, bu esa doimiy ravishda katta miqdordagi issiqlik va boshqa energiya turlarini (elektromagnit impulslar, turli xil nurlanishlar) chiqarishga olib keladi, shuningdek yadroning ichki moddasini doimiy ravishda ushlab turadi. plazma holati.
Yerning yadro zonasi - yadroviy parchalanish reaktsiyalari.
Yadroviy parchalanish reaktsiyalari sayyora yadrosining eng markazida sodir bo'ladi.
Bu quyidagicha sodir bo'ladi - og'ir va o'ta og'ir elementlar (yadro sintezi zonasida hosil bo'ladi), chunki ular barcha po'lat elementlardan kattaroq massaga ega, suyuq plazmaga botib ketganday tuyuladi va asta-sekin sayyora yadrosining eng markaziga cho'kib ketadi. , bu erda ular kritik massaga ega bo'lib, katta miqdordagi energiya va yadroviy parchalanish mahsulotlarini chiqaradigan yadroviy parchalanish reaktsiyasiga kiradi. Bu zonada og'ir elementlar elementar atomlarning holatiga ta'sir qiladi - vodorod atomi, neytronlar, protonlar, elektronlar va boshqa elementar zarralar.
Bu elementar atomlar va zarralar yuqori tezlikda yuqori energiya ajralib chiqishi tufayli yadro markazidan uning chetiga uchib ketadi va u yerda yadro sintezi reaksiyasiga kirishadi.
Yerning yadro zonasi - yadro sintezi reaktsiyalari.
Yer yadrosining markazida yadroviy parchalanish reaksiyasi natijasida hosil boʻlgan elementar vodorod atomlari va elementar zarrachalar yadroning tashqi qattiq qobigʻiga yetib boradi, bu yerda yadroviy sintez reaksiyalari uning bevosita yaqinida, qatlamda sodir boʻladi. qattiq qobiq ostida joylashgan.
Sayyora yadrosining markazida yadroviy parchalanish reaksiyasi natijasida yuqori tezlikka tezlashgan protonlar, elektronlar va elementar atomlar atrof-muhitda joylashgan turli atomlar bilan uchrashadi. Shuni ta'kidlash kerakki, ko'plab elementar zarralar yadro yuzasiga chiqish yo'lida yadroviy sintez reaktsiyalariga kirishadi.
Asta-sekin, yadro sintezi zonasida tobora ko'proq og'ir elementlar hosil bo'ladi, deyarli butun davriy jadval, ularning ba'zilari eng og'ir massaga ega.
Bu zonada vodorod plazmasining o'ziga xos xususiyatlari tufayli moddalar atomlarining og'irligiga qarab o'ziga xos bo'linishi mavjud bo'lib, u juda katta zichlikka ega bo'lgan ulkan bosim bilan siqiladi, yadroning markazdan qochma aylanish kuchi tufayli va tufayli. tortishishning markazlashtirilgan kuchiga.
Bu barcha kuchlarning qo'shilishi natijasida eng og'ir metallar yadroning plazmasiga cho'kib, yadro markazida yadro bo'linishining uzluksiz jarayonini davom ettirish uchun uning markaziga tushadi va engilroq elementlar esa, yoki yadroni tark etishga intiladi. yadro yoki uning ichki qismiga joylashadi - yadroning qattiq qobig'i.
Natijada, butun davriy jadvaldagi atomlar asta-sekin magma ichiga kiradi, so'ngra ular yadro yuzasidan yuqorida kimyoviy reaktsiyalarga kirishib, murakkab kimyoviy elementlarni hosil qiladi.
Sayyora yadrosining magnit maydoni.
Yadroning magnit maydoni yadroning markaziy zonasidan chiqib ketgan yadroviy parchalanishning elementar mahsulotlari yadrodagi plazma oqimlari bo'ylab olib o'tishi natijasida yadro markazida yadro parchalanishi reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi. asosiy kuch chiziqlari atrofida aylanadigan kuchli vorteks oqimlarini hosil qiladi magnit maydon. Ushbu plazma oqimlari ma'lum bir zaryadga ega bo'lgan elementlarni o'z ichiga olganligi sababli, eng kuchli elektr toki, bu o'zining elektromagnit maydonini yaratadi.
Asosiy girdab oqimi (plazma oqimi) yadroning termoyadroviy sintezi zonasida joylashgan; bu zonadagi barcha ichki moddalar sayyoraning aylana bo'ylab (sayyora yadrosining ekvatori bo'ylab) aylanishiga qarab harakatlanib, kuchli elektromagnit hosil qiladi. maydon.
Sayyora yadrosining aylanishi.
Sayyora yadrosining aylanishi sayyoraning o'zi aylanish tekisligiga to'g'ri kelmaydi, yadroning aylanish o'qi sayyoraning aylanish o'qi va magnit plyuslarni bog'laydigan o'q o'rtasida joylashgan.
Sayyora yadrosining aylanish tezligi sayyoraning o'zining aylanish tezligidan kattaroq va undan oldinda.
Sayyora yadrosidagi yadroviy parchalanish va sintez jarayonlarining muvozanati.
Sayyoradagi yadro sintezi va yadroviy parchalanish jarayonlari printsipial jihatdan muvozanatlashgan. Ammo bizning kuzatishlarimizga ko'ra, bu muvozanat u yoki bu yo'nalishda buzilishi mumkin.
Sayyora yadrosining yadroviy sintezi zonasida og'ir metallarning ortiqcha miqdori asta-sekin to'planishi mumkin, bu esa sayyora markaziga odatdagidan ko'proq miqdorda tushib, yadroviy parchalanish reaktsiyasining kuchayishiga olib kelishi mumkin. bu odatdagidan sezilarli darajada ko'proq energiya ajralib chiqadi, bu zilzila sodir bo'lishi mumkin bo'lgan hududlarda seysmik faollikka ta'sir qiladi, shuningdek vulqon faolligi Yer yuzasida.
Bizning kuzatishlarimizga ko'ra, vaqti-vaqti bilan Yer yadrosining qattiq sincapining mikro yorilishi sodir bo'ladi, bu esa yadro plazmasining sayyora magmasiga kirishiga olib keladi va bu uning haroratining keskin oshishiga olib keladi. joy. Bu joylardan yuqorida sayyora yuzasida seysmik faollik va vulqon faolligining keskin oshishi mumkin.
Balki davrlar global isish Va global sovutish sayyoradagi yadro sintezi va yadroviy parchalanish jarayonlari muvozanati bilan bog'liq. Geologik davrlardagi o'zgarishlar ham shu jarayonlar bilan bog'liq.
Bizning tarixiy davrimizda.
Kuzatishlarimizga koʻra, hozirda sayyora yadrosi faolligining ortishi, uning haroratining oshishi va buning natijasida sayyora yadrosini oʻrab turgan magmaning isishi, shuningdek, global haroratning oshishi kuzatilmoqda. uning atmosferasi.
Bu driftning tezlashishini bilvosita tasdiqlaydi magnit qutblar, bu yadro ichidagi jarayonlar o'zgarib, boshqa fazaga o'tganligini ko'rsatadi.
Yer magnit maydonining kuchining pasayishi sayyora magmasida Yer magnit maydonini pardalovchi moddalarning to'planishi bilan bog'liq bo'lib, bu, tabiiyki, sayyora yadrosidagi yadro reaktsiyalari rejimlarining o'zgarishiga ham ta'sir qiladi.
Sayyoramizni va undagi barcha jarayonlarni hisobga olgan holda, biz odatda o'z tadqiqotlarimiz va prognozlarimizda jismoniy yoki energiya tushunchalari bilan ishlaymiz, ammo ba'zi hollarda bir va boshqa tomon o'rtasida aloqa o'rnatish tasvirlangan mavzularni yaxshiroq tushunishga yordam beradi.
Xususan, Yerda tasvirlangan kelajakdagi evolyutsiya jarayonlari, shuningdek, butun sayyoradagi jiddiy kataklizmlar davri, uning yadrosi, undagi va magma qatlamidagi jarayonlar, shuningdek, yer yuzasi, biosfera bilan aloqasi nuqtai nazaridan. va atmosfera ko'rib chiqildi. Bu jarayonlar ham fizika darajasida, ham energiya munosabatlari darajasida ko'rib chiqildi.
Yer yadrosining tuzilishi fizika nuqtai nazaridan juda oddiy va mantiqiy bo'lib chiqdi, bu odatda uning turli qismlarida bir-birini uyg'un ravishda to'ldiradigan ikkita asosiy termoyadroviy jarayonga ega bo'lgan yopiq tizimdir.
Avvalo shuni aytish kerakki, yadro uzluksiz va juda tez harakatda, bu aylanish ham undagi jarayonlarni qo'llab-quvvatlaydi.
Sayyoramiz yadrosining o'ta markazi zarrachalarning o'ta og'ir va siqilgan murakkab tuzilishi bo'lib, markazdan qochma kuch, bu zarralarning to'qnashuvi va doimiy siqilish tufayli ma'lum bir vaqtda engilroq va oddiyroq individual elementlarga bo'linadi. Bu termoyadroviy parchalanish jarayoni - sayyora yadrosining eng o'rtasida.
Chiqarilgan zarralar periferiyaga olib boriladi, u erda yadro ichidagi umumiy tez harakat davom etadi. Bu qismda zarralar fazoda bir-biridan ancha orqada qolib, yuqori tezlikda toʻqnashib, yana ogʻirroq va murakkabroq zarrachalarni hosil qiladi va ular markazdan qochma kuch bilan yadroning oʻrtasiga qaytariladi. Bu termoyadroviy sintez jarayoni - Yer yadrosining chetida.
Zarrachalar harakatining ulkan tezligi va tasvirlangan jarayonlarning sodir bo'lishi doimiy va ulkan haroratlarni keltirib chiqaradi.
Bu erda ba'zi fikrlarni aniqlab olish kerak - birinchidan, zarralar harakati Yerning aylanish o'qi atrofida va uning harakati bo'ylab sodir bo'ladi - xuddi shu yo'nalishda, bu bir-birini to'ldiruvchi aylanish - butun massasi va zarralari bilan sayyoraning o'zi. uning mohiyatida. Ikkinchidan, shuni ta'kidlash kerakki, yadrodagi zarrachalarning harakat tezligi juda katta, u sayyoraning o'z o'qi atrofida aylanish tezligidan bir necha baravar yuqori.
Ushbu tizimni doimiy ravishda istalgancha ushlab turish uchun sizga ko'p narsa kerak emas, har qanday kosmik jismlar vaqti-vaqti bilan Yerga tegib turishi, umuman sayyoramizning massasini va yadrosini doimiy ravishda oshirib borishi kifoya qiladi. Xususan, uning massasining bir qismi issiqlik energiyasi va gazlar bilan atmosferaning ingichka qismlari orqali koinotga chiqadi.
Umuman olganda, tizim ancha barqaror, savol tug'iladi - qanday jarayonlar yer yuzasida jiddiy geologik, tektonik, seysmologik, iqlimiy va boshqa ofatlarga olib kelishi mumkin?
Ushbu jarayonlarning fizik komponentini hisobga oladigan bo'lsak, quyidagi rasm paydo bo'ladi: vaqti-vaqti bilan yadroning periferik qismidan magmaga, termoyadroviy sintezda ishtirok etuvchi tezlashtirilgan zarrachalarning ba'zi oqimlari juda katta tezlikda "otiladi"; magmaning ulkan qatlami. ular ichiga tushadi, go'yo bu "o'qlar" ni o'chiradi, ularning zichligi, yopishqoqligi, past harorati - ular sayyora yuzasiga ko'tarilmaydi, lekin magmaning bunday chiqindilar paydo bo'ladigan joylari keskin qiziydi, harakatlana boshlaydi, kengaytirish, er qobig'iga ko'proq bosim o'tkazish, bu geologik plitalarning keskin harakatlariga, qobiqning yoriqlariga, haroratning o'zgarishiga, zilzilalar va vulqon otilishiga olib keladi. Bu shuningdek, materik plitalarining okeanlarga cho'kishi va yangi qit'alar va orollarning yer yuzasiga chiqishiga olib kelishi mumkin.
Yadrodan magmaga bunday kichik chiqindilarning sabablari haddan tashqari harorat va bosim bo'lishi mumkin. umumiy tizim sayyora yadrosi, lekin biz sayyoramizning hamma joylarida evolyutsion tarzda aniqlangan halokatli hodisalar, tirik ongli Yerni inson tajovuzkorligi va axlatdan tozalash haqida gapirganda, biz tirik ongli mavjudotning ongli qasddan harakati haqida gapiramiz.
Energiya va ezoterizm nuqtai nazaridan, sayyora ong markazidan gvardiyaning tanasi-magma-pastki qatlamiga, ya'ni shartli ravishda Titanlarga qasddan impulslar beradi va ularni tozalash bo'yicha harakatlarni amalga oshiradi. yer yuzasiga chiqadigan hududlar. Bu erda yadro va mantiya o'rtasidagi ma'lum bir qatlamni eslatib o'tish kerak, faqat fizika darajasida bu sovutuvchi moddaning qatlami bo'lib, bir tomondan yadro xususiyatlariga mos keladi, boshqa tomondan - magma, bu energiya ma'lumotlari ikkala yo'nalishda ham oqadi. Energetik nuqtai nazardan, bu birlamchi "asab o'tkazuvchi maydon" kabi narsa, u to'liq tutilish paytida Quyosh tojiga o'xshaydi, bu sayyora ongining birinchi, eng chuqur va eng katta qatlami bilan bog'liqligi. Impulsni qo'shimcha ravishda uzatadigan Yer qo'riqchilari - bu jarayonlarni sirtda amalga oshiradigan kichikroq va mobil zonali qo'riqchilarga. To'g'ri, og'ir kataklizmlar, yangi qit'alarning ko'tarilishi va hozirgi qit'alarning qayta chizilishi davrida Titanlarning qisman ishtiroki taxmin qilinadi.
Bu erda yana bir muhim narsani ta'kidlash kerak jismoniy hodisa, sayyoramiz yadrosining tuzilishi va unda sodir bo'layotgan jarayonlar bilan bog'liq. Bu Yer magnit maydonining shakllanishi.
Magnit maydon Yer yadrosi ichidagi orbitadagi zarrachalarning yuqori tezlikdagi harakati natijasida hosil bo'ladi va shuni aytishimiz mumkinki, Yerning tashqi magnit maydoni sayyora yadrosi ichida sodir bo'layotgan termoyadroviy jarayonlarni aniq ko'rsatadigan gologramma turidir.
Magnit maydon sayyoraning markazidan qanchalik uzoqqa cho'zilgan bo'lsa, u shunchalik kam uchraydi; sayyora ichida, yadro yaqinida u kattalik buyurtmalari kuchliroq, ammo yadroning o'zida u monolit magnit maydondir.
Savollarga javoblar,
dagi fizik-kimyoviy jarayonlar fanidan imtihonga topshirildi muhit» “Sanoatda atrof-muhitni boshqarish va audit” ixtisosligining uchinchi kurs talabalari uchun
Atrof-muhitdagi atomlarning ko'pligi. Elementlarning klarkslari.
Klark elementi - ichidagi o'rtacha element tarkibini raqamli baholash er qobig'i, gidrosfera, atmosfera, butun Yer, har xil turdagi jinslar, kosmik jismlar va boshqalar. Elementning Klarki massa birliklarida (%, g/t) yoki atom % bilan ifodalanishi mumkin. Fersman tomonidan kiritilgan, amerikalik geokimyogari Frenk Unglizort nomi bilan atalgan.
Miqdoriy tarqalish kimyoviy elementlar er qobig'ida birinchi marta Klark tomonidan yaratilgan. U yer qobig'iga gidrosfera va atmosferani ham kiritdi. Biroq, gidrosferaning massasi bir necha foizni tashkil qiladi va atmosfera qattiq qobiq massasining yuzdan bir foizini tashkil qiladi, shuning uchun Klark raqamlari asosan qattiq qobiq tarkibini aks ettiradi. Shunday qilib, 1889 yilda klarklar 10 element uchun, 1924 yilda - 50 element uchun hisoblab chiqilgan.
Zamonaviy radiometrik, neytronlarni faollashtirish, atom adsorbsiyasi va boshqa tahlil usullari tog' jinslari va minerallardagi kimyoviy elementlarning tarkibini katta aniqlik va sezgirlik bilan aniqlash imkonini beradi. Klarks haqidagi fikrlar o'zgardi. Masalan: Ge 1898 yilda Fox klarkni n * 10 -10% ga teng deb hisoblagan. Ge kam o'rganilgan va amaliy ahamiyatga ega emas edi. 1924 yilda u uchun Klark n*10 -9% (Klark va G. Vashington) sifatida hisoblangan. Keyinchalik ko'mirda Ge topildi va uning klarki 0,p% gacha ko'tarildi. Ge radiotexnikada qo'llaniladi, germaniy xom ashyosini izlash, Ge geokimyosini batafsil o'rganish shuni ko'rsatdiki, Ge er qobig'ida unchalik kam emas, litosferada uning klarki 1,4 * 10 -4%, deyarli bir xil. Sn, As kabi, er qobig'ida Au, Pt, Ag ga qaraganda ancha yuqori.
Atomlardagi atomlarning ko'pligi
Vernadskiy kimyoviy elementlarning dispers holati tushunchasini kiritdi va u tasdiqlandi. Barcha elementlar hamma joyda mavjud, biz faqat tahlilning sezgirligi yo'qligi haqida gapirishimiz mumkin, bu bizga o'rganilayotgan muhitdagi u yoki bu elementning tarkibini aniqlashga imkon bermaydi. Kimyoviy elementlarning umumiy tarqalishi haqidagi bu taklif Klark-Vernadskiy qonuni deb ataladi.
Qattiq er qobig'idagi elementlarning klarklariga asoslanib (Vinogradov haqida) qattiq er qobig'ining deyarli ½ qismi O dan iborat, ya'ni er qobig'i "kislorod sferasi", kislorod moddasidir.
Ko'pgina elementlarning klarklari 0,01-0,0001% dan oshmaydi - bu noyob elementlardir. Agar bu elementlar konsentratsiya qilish qobiliyati zaif bo'lsa, ular keskin tarqoq (Br, In, Ra, I, Hf) deb ataladi.
Masalan: U va Br uchun klark qiymatlari mos ravishda ≈ 2,5 * 10 -4, 2,1 * 10-4 ni tashkil qiladi, ammo U oddiygina kam uchraydigan elementdir, chunki uning konlari ma'lum va Br kamdan-kam uchraydi, tarqoq, chunki u yer qobig'ida to'planmagan. Mikroelementlar ma'lum bir tizimda oz miqdorda (≈ 0,01% yoki undan kam) mavjud bo'lgan elementlardir. Shunday qilib, Al organizmlarda mikroelement va silikat jinslarida makroelement hisoblanadi.
Vernadskiy bo'yicha elementlarning tasnifi.
Yer qobig'ida davriy jadvalga muvofiq elementlar boshqacha harakat qiladi - ular er qobig'iga turli yo'llar bilan ko'chib o'tadilar. Vernadskiy yer qobig'idagi elementlar tarixidagi eng muhim daqiqalarni hisobga oldi. Migratsiyaning radioaktivligi, qaytuvchanligi va qaytarilmasligi kabi hodisa va jarayonlarga asosiy ahamiyat berildi. Minerallar bilan ta'minlash qobiliyati. Vernadskiy elementlarning 6 guruhini aniqladi:
asil gazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe) – 5 ta element;
asil metallar (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au) - 7 element;
siklik elementlar (murakkab sikllarda ishtirok etuvchi) – 44 ta element;
tarqoq elementlar - 11 ta element;
yuqori radioaktiv elementlar (Po, Ra, Rn, Ac, Th, Pa, U) – 7 ta element;
noyob yer elementlari - 15 ta element.
Yer qobig'ida massasi bo'yicha 3-guruh elementlari ustunlik qiladi, ular asosan jinslar, suv va organizmlardan iborat.
Kundalik tajribadan olingan g'oyalar haqiqiy ma'lumotlarga mos kelmaydi. Shunday qilib, Zn, Cu kundalik hayotda va texnologiyada keng tarqalgan va Zr (tsirkoniy) va Ti biz uchun noyob elementlardir. Yer qobig'idagi Zr Cu dan 4 marta, Ti esa 95 marta ko'p bo'lsa ham. Ushbu elementlarning "noyobligi" ularni rudalardan olish qiyinligi bilan izohlanadi.
Kimyoviy elementlar bir-biri bilan ularning massalariga mutanosib emas, balki atomlar soniga mos ravishda o'zaro ta'sir qiladi. Shuning uchun, klarklarni faqat massa% da emas, balki atomlar sonining% da hisoblash mumkin, ya'ni. atom massalarini hisobga olgan holda (Chirvinskiy, Fersman). Shu bilan birga, og'ir elementlarning klarklari kamayadi, engil elementlarniki esa ko'payadi.
Masalan:Atomlar soni bo'yicha hisoblash kimyoviy elementlarning tarqalishining yanada qarama-qarshi rasmini beradi - kislorodning ko'proq ustunligi va og'ir elementlarning kamligi.
Yer qobig'ining o'rtacha tarkibi aniqlanganda, elementlarning notekis taqsimlanishining sababi haqida savol tug'ildi. Bu suruv atomlarning strukturaviy xususiyatlari bilan bog'liq.
Keling, klarklar qiymatlari va elementlarning kimyoviy xossalari o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rib chiqaylik.
Shunday qilib, ishqoriy metallar Li, Na, K, Rb, Cs, Fr kimyoviy jihatdan bir-biriga yaqin - bitta valent elektron, ammo klark qiymatlari har xil - Na va K - ≈ 2,5; Rb - 1,5*10 -2; Li - 3,2*10 -3 ;Cs - 3,7 * 10 -4 ;Fr - sun'iy element. Klark qiymatlari F va Cl, Br va I, Si (29,5) va Ge (1,4 * 10 -4), Ba (6,5 * 10 -2) va Ra (2 * 10 -10) uchun keskin farq qiladi.
Boshqa tomondan, kimyoviy jihatdan farq qiladigan elementlar o'xshash klark qiymatlariga ega - Mn (0,1) va P (0,093), Rb (1,5 * 10 -2) va Cl (1,7 * 10 -2).
Fersman davriy tizimning juft va toq elementlari uchun atom klarklari qiymatlarining elementning atom raqamiga bog'liqligini chizdi. Ma'lum bo'lishicha, atom yadrosining tuzilishi murakkablashgan (vaznli) bo'lganda, elementlarning klark qiymatlari kamayadi. Biroq, bu bog'liqliklar (egri) buzilgan bo'lib chiqdi.
Fersman gipotetik o'rta chiziqni chizdi, bu elementning tartib raqami ortishi bilan asta-sekin kamayadi. Olim o'rta chiziq ustida joylashgan, cho'qqilarni tashkil etuvchi elementlarni ortiqcha (O, Si, Fe va boshqalar), chiziq ostida joylashganlarni esa - etishmovchilik (inert gazlar va boshqalar) deb atagan. Olingan bog'liqlikdan shuni ko'rsatadiki, er qobig'ida davriy tizimning boshlang'ich hujayralarini egallagan engil atomlar hukmronlik qiladi, ularning yadrolarida oz miqdordagi proton va neytronlar mavjud. Haqiqatan ham, Fe (26-son) dan keyin bitta umumiy element yo'q.
Keyingi Oddo (italyan olimi) va Garkins (amerikalik olim) 1925—28 y. Elementlarning tarqalishining yana bir xususiyati aniqlandi. Yer qobig'ida atom raqamlari va atom massalari teng bo'lgan elementlar ustunlik qiladi. Qo'shni elementlar orasida juft sonli elementlar deyarli har doim toq sonli elementlarga qaraganda yuqoriroq yorliqlarga ega. 9 ta eng keng tarqalgan element uchun (8 O, 14 Si, 13 Al, 26 Fe, 20 Ca, 11 Na, 19 K, 12 Mg, 22 Ti) juft massali klarklar 86,43%, toq elementlar esa 13,05% ni tashkil qiladi. Atom massasi 4 ga boʻlinadigan elementlarning klarklari ayniqsa katta, bular O, Mg, Si, Ca.
Fersman tadqiqotiga koʻra, 4q tipidagi (q butun son) yadrolar yer qobigʻining 86,3% ni tashkil qiladi. 4q+3 tipidagi yadrolar (12,7%) va 4q+1 va 4q+2 tipidagi yadrolar (1%) kamroq tarqalgan.
Juft elementlar orasida, He bilan boshlab, har oltinchi eng yuqori klarklarga ega: O (No 8), Si (No 14), Ca (No 20), Fe (No 26). G'alati elementlar uchun - shunga o'xshash qoida (H bilan boshlanadigan) - N (No 7), Al (No 13), K (No 19), Mg (No 25).
Demak, yer qobig'ida proton va neytronlarning soni kichik va juft bo'lgan yadrolar ustunlik qiladi.
Vaqt o'tishi bilan klarklar o'zgardi. Shunday qilib, radioaktiv parchalanish natijasida U va Th kamroq, lekin ko'proq Pb bor edi. Gazning tarqalishi va meteorit tushishi kabi jarayonlar elementlarning klark qiymatlarini o'zgartirishda ham rol o'ynadi.
Asosiy tendentsiyalar kimyoviy o'zgarishlar er qobig'ida. Yer qobig'idagi moddalarning katta aylanishi.
MADDALAR SIKILI. Yer qobig'ining moddasi fizik va kimyoviy sabablarga ko'ra doimiy harakatda bo'ladi. materiyaning xususiyatlari, sayyoraviy, geologik, geografik va biologik. yer sharoitlari. Bu harakat har doim va doimiy ravishda geologik vaqt davomida sodir bo'ladi - kamida bir yarim va, ehtimol, uch milliard yildan ortiq emas. IN o'tgan yillar geologik tsiklning yangi fani - kimyoni o'rganish vazifasi yuklangan geokimyo rivojlandi. sayyoramizni quradigan elementlar. Uning tadqiqotining asosiy mavzusi kimyoviy harakatlardir. Bu harakatlarga nima sabab bo'lishidan qat'i nazar, er substansiyasining elementlari. Elementlarning bunday harakati kimyoviy migratsiya deb ataladi. elementlar. Migratsiyalar orasida kimyoviy moddalar ham bor element uzoqroq yoki qisqaroq vaqtdan keyin muqarrar ravishda asl holatiga qaytadi; bunday kimyoviy moddalar tarixi yer qobig'idagi elementlar shu tarzda kamayishi mumkin. qaytariladigan jarayonga aylanadi va aylanma jarayon, sikl shaklida taqdim etiladi. Ushbu turdagi migratsiya barcha elementlarga xos emas, lekin ularning muhim qismi, shu jumladan kimyoviy elementlarning katta qismi uchun. o'simlik yoki hayvon organizmlarini quruvchi elementlar va atrofimizdagi muhit - okeanlar va suvlar, toshlar va havo. Bunday elementlar uchun ularning atomlarining to'liq yoki katta massasi moddalar aylanishida bo'lsa, boshqalari uchun ularning arzimas qismigina aylanishlar bilan qoplanadi. Hech shubha yo'qki, 20-25 km chuqurlikdagi er qobig'ining asosiy qismi girralar bilan qoplangan. Quyidagi kimyo uchun. elementlar, ularning migratsiyalari orasida doiraviy jarayonlar xarakterli va dominant (raqam tartib sonini bildiradi). 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 elementlarni shu asosda siklik yoki organogen elementlar sifatida boshqa elementlardan ajratish mumkin. Bu. tsikllar Mendeleyev tizimiga kiritilgan 92 elementdan 42 ta elementni tavsiflaydi va bu raqam eng keng tarqalgan dominant yer elementlarini o'z ichiga oladi.
Keling, biogen migratsiyani o'z ichiga olgan siklonlarning birinchi turiga to'xtalib o'tamiz. Bu K.lar biosferani (yaʼni atmosferani, gidrosferani, nurash qobigʻini) egallaydi. Gidrosfera ostida ular okean tubiga yaqinlashib kelayotgan bazalt qobig'ini ushlaydilar. Quruqlik ostida ular chuqurliklar ketma-ketligida cho'kindi jinslar (stratosfera), metamorfik va granit qobiqlarning qalinligini qamrab oladi va bazalt qobig'iga kiradi. Bazalt qobig'ining orqasida yotgan yerning tubidan erning moddasi kuzatilgan K ga tushmaydi. Shuningdek, stratosferaning yuqori qismlari tufayli ularga yuqoridan tushmaydi. Bu. kimyoviy aylanishlar elementlar atmosferada 15-20 km balandlikda (yuqori bo'lmagan) va litosferada 15-20 km dan chuqur bo'lmagan balandliklarda sodir bo'ladigan sirt hodisalari. Har bir K. doimiy yangilanib turishi uchun tashqi energiya oqimini talab qiladi. Ikkita asosiy ma'lum va hech qanday shubha yo'q. bunday energiya manbai: 1) kosmik energiya - quyosh nurlanishi (biogen migratsiya deyarli unga bog'liq) va 2) uran, toriy, kaliy, rubidiyning 78 seriyasidagi elementlarning radioaktiv parchalanishi bilan bog'liq bo'lgan atom energiyasi. kamroq aniqlik darajasi, mexanik energiya ajratilishi mumkin , Yer massalarining harakati (tortishish tufayli) va, ehtimol, yuqoridan kirib boradigan kosmik energiya (Gess nurlari).
Yerning bir necha qatlamlarini o'z ichiga olgan girrlar sekin, to'xtashlar bilan davom etadi va faqat geologik vaqtda ko'rish mumkin. Ular ko'pincha bir necha geologik davrlarni qamrab oladi. Ular geolog, quruqlik va okeanlarning siljishi natijasida yuzaga keladi. K. qismlari tez harakatlana oladi (masalan, biogen migratsiya).
| " |
Quyidagilar ajralib turadi: kimyoviy elementlarning er qobig'ida paydo bo'lish shakllari : 1) mustaqil mineral turlari; 2) aralashmalar va aralashmalar - a) strukturaviy bo'lmagan (dissipatsiya holati), b) strukturaviy (izomorf aralashmalar va aralashmalar); 3) silikat eritmalari; 4) suvli eritmalar va gaz aralashmalari; 5) biogen shakl. Birinchi ikkita shakl eng ko'p o'rganilgan.
Mustaqil mineral turlari(minerallar) yer qobig'ida kimyoviy elementlarning mavjudligining eng muhim shaklini ifodalaydi. Tarqalishi boʻyicha foydali qazilmalar besh guruhga boʻlinadi: juda keng tarqalgan, keng tarqalgan, keng tarqalgan ruda, noyob va juda kam.
Strukturaviy bo'lmagan aralashmalar mezbon mineralning kristall panjarasi bilan kristall kimyoviy aloqaga ega emas va tarqalish holatida bo'ladi (A.E.Fersman bo'yicha - endokript sochilishi). Ushbu hodisa shakli radioaktiv elementlar guruhiga, shuningdek, mustaqil mineral turlarini hosil qilmaydigan elementlarga xosdir. Atmosfera va gidrosfera ayniqsa tarqalish uchun qulaydir. Tarqalishning pastki chegarasi sifatida shartli ravishda 1 sm 3 moddaga 1 atom miqdori qabul qilinadi.
Strukturaviy aralashmalar odatda izomorf deyiladi. Izomorfizm chaqirdi bir kimyoviy element atomlarining kristall panjara tugunlarida boshqa kimyoviy element atomlarini o'zgaruvchan tarkibli bir xil (bir hil) aralash kristal hosil qilish bilan almashtirish xususiyati. Izomorf aralashmaning hosil bo'lishi, birinchi navbatda, aralashtirish komponentlarining kristall panjaralari parametrlarining o'xshashligi bilan belgilanadi. O'xshash tuzilishga ega bo'lgan, ammo bir hil aralash kristall hosil qilmaydigan komponentlar deyiladi izostrukturaviy (masalan, galit NaCl va galena PbS).
Hozirda Izomorfizmning bir necha turlari mavjud quyidagi xususiyatlarni hisobga olgan holda: 1) izomorf aralashish darajasi - mukammal va nomukammal; 2) almashtirishda ishtirok etuvchi ionlarning valentligi - izovalent va geterovalent; 3) atomning kristall panjaraga kirish mexanizmi - qutbli. Izovalent izomorfizm uchun mavjud qoida : agar almashtirishda kattaroq yoki kichikroq radiusli ionlar ishtirok etsa, u holda kristall panjaraga birinchi navbatda kichikroq radiusli ion, ikkinchi marta esa kattaroq radiusli ion kiradi.. Geterovalent izomorfizm itoat qiladi diagonal qatorlar qonuni davriy jadval DI. Mendeleyev tomonidan asos solingan A.E. Fersman.
Izomorf aralashmalarning shakllanishi bir qancha omillarga, jumladan, ichki va tashqi omillarga bog'liq. Ichki omillar atomga (ion yoki molekulaga) xos xususiyatlar bilan belgilanadi; Bularga quyidagilar kiradi: atomlarning kimyoviy befarqligi, atomlarning (ionlarning o'lchamlari), kimyoviy bog'lanish turidagi o'xshashlik va kristall tuzilmalar; izomorf aralashmani hosil qilish jarayonida elektrostatik muvozanatni saqlash. Tashqi omillar izomorfizm atrof-muhitning fizik va kimyoviy sharoitlarini - harorat, bosim, izomorf komponentlarning konsentratsiyasini o'z ichiga oladi. Yuqori haroratlarda komponentlarning izomorf aralashuvchanligi ortadi. Haroratning pasayishi bilan mineral aralashmalardan tozalanadi. Bu hodisa A.E. Fersman nomini oldi avtoliz (o'z-o'zini tozalash). Bosim oshgani sayin kichikroq radiusli atomlar asosiy mineralning kristall panjarasiga kiradi. Harorat va bosimning birgalikdagi roli V.I.ning izomorf qatori bilan tasvirlangan. Vernadskiy.
Izomorf aralashmalar ularning hosil bo'lishining fizik-kimyoviy sharoitlarini saqlab turg'undir. Ushbu shartlarni o'zgartirish aralashmalarning tarkibiy qismlariga bo'linishiga olib keladi. Endogen sharoitda parchalanishning asosiy omillari harorat va bosimdir. Ekzogen sharoitda izomorf aralashmalarning parchalanish sabablari yanada xilma-xildir: ion radiuslarining o'zgarishi bilan birga izomorf bir-birini almashtiruvchi kimyoviy elementlarning valentligining o'zgarishi; kimyoviy bog'lanish turining o'zgarishi; gipergenik eritmalarning pH qiymatining o'zgarishi.
Izomorfizm hodisasi turli geologik muammolarni, xususan, paleotermometriyani hal qilishda keng qo'llaniladi. Izomorf aralashmalarning parchalanishi ko'pincha oson eriydigan birikmalar hosil bo'lishiga olib keladi, ular yuvish natijasida gidrogeokimyoviy tadqiqotlar ob'ekti bo'lgan er osti suvlari tarkibiga kiradi (1,140-159; 2,128-130; 3,96-102). ).
V.I.Vernadskiy yer qobig'ining qattiq moddasidagi atomlarning turli holatlarini elementlarning paydo bo'lish shakllari deb atagan. Hozirgi vaqtda ushbu shakllar g'oyasi geokimyogarlar tomonidan foydali qazilmalar konlarini qidirishda amaliy muammolarni hal qilishda muvaffaqiyatli qo'llaniladi.
Bizga ma'lumki, etarlicha yuqori konsentratsiyada atomlar qat'iy tartibli tartibga ega bo'lgan kristall kimyoviy tuzilmalarni hosil qiladi. Kimyoviy elementning juda past konsentratsiyasida uning atomlari mustaqil birikmalar hosil qila olmaydi. Agar bu atomlarning radiuslari mavjud kristall kimyoviy tuzilmalariga mos kelsa, u holda atomlar izomorfizm qonunlariga ko'ra ularga kirishi mumkin. Agar bunday yozishmalar bo'lmasa, atomlar tartibsiz, tarqoq holatda qattiq kristalli moddada qoladi. Kristal va dispers holatlar er qobig'idagi atomlarning eng muhim ikki shaklidir. Bir yoki boshqa shaklning ustunligi elementning klark qiymatiga bog'liq.
Yer qobig'ida 1% dan ortiq miqdorda bo'lgan sakkizta kimyoviy element asosiy deyiladi. Bu elementlarning atomlari shunchalik ko'pki, ularning aksariyati kristall moddada tartiblangan holatda bo'ladi. Ularga siz foizning o'ndan bir qismidagi kichik elementlarni qo'shishingiz mumkin. Er qobig'ida har biri 0,1% dan kam miqdorda mavjud bo'lgan boshqa barcha kimyoviy elementlarni noyob deb atash kerak. Ular boshqacha yo'l tutishadi. Ulardan ba'zilari ma'lum joylarda to'planib, ko'plab mustaqil minerallar hosil qiladi. Boshqalari esa er qobig'ida ko'proq yoki kamroq bir tekis tarqalgan, kamdan-kam hollarda yoki hatto minerallarni umuman hosil qilmaydi. Shuning uchun sovet geokimyogari A. A. Beus kamroq tarqalgan kimyoviy elementlarni mineralogenlarga, ya'ni minerallarni hosil qiluvchilarga va ularni hosil qilmaydigan disperslarga bo'lishni taklif qiladi.
To'g'ri aytganda, barcha kimyoviy elementlarning atomlari dispers holatda mavjud. Biroq, mustaqil birikmalar shaklida umuman uchramaydigan va izomorf aralashma shaklida yoki dispers holatda bo'lganlar mavjud. Bularga rubidiy, nodir yer elementlarining aksariyati, gafniy, indiy, reniy, barcha asil gazlar, uran va toriydan tashqari barcha radioaktiv elementlar kiradi.
Hozirgi vaqtda mikroelementlar deganda nomineralogik shaklda bo'lgan, ya'ni minerallar tarkibiga shu qadar arzimagan nopoklik shaklida kiritilgan noyob elementlar tushuniladi, ular kimyoviy formulada aks ettirilmaydi. V.I.Vernadskiyning hisob-kitoblariga ko'ra, 1 sm3 da qattiq Yer qobig'ida dispers holatda quyidagi atomlar mavjud: litiy - 10, brom - 1018, itriy - 10, galiy - 1018 va boshqalar.
Yer qobig‘ining kimyoviy tarkibi tog‘ hosil bo‘lish jarayonlarida yer yuzasiga tushgan, shuningdek, kon ishlari va chuqur quduqlardan olingan ko‘plab tog‘ jinslari va minerallar namunalarini tahlil qilish natijalari asosida aniqlandi.
Hozirgi vaqtda yer qobig'i 15-20 km chuqurlikda o'rganilgan. U jinslarning bir qismi bo'lgan kimyoviy elementlardan iborat.
Yer qobig'ida eng ko'p tarqalgan elementlar 46 ta bo'lib, ulardan 8 tasi uning massasining 97,2-98,8% ni, 2 tasi (kislorod va kremniy) - Yer massasining 75% ni tashkil qiladi.
Er qobig'ida eng ko'p uchraydigan dastlabki 13 ta element (titandan tashqari) organik moddalar o'simliklar, barcha hayotiy jarayonlarda ishtirok etadi va tuproq unumdorligida muhim rol o'ynaydi. Katta miqdorda ishtirok etadigan elementlar kimyoviy reaksiyalar Yerning ichaklarida turli xil birikmalar hosil bo'lishiga olib keladi. Litosferada eng koʻp boʻlgan kimyoviy elementlar koʻpgina minerallarda uchraydi (asosan ular turli jinslardan iborat).
Alohida kimyoviy elementlar geosferalarda quyidagicha taqsimlanadi: kislorod va vodorod gidrosferani to'ldiradi; kislorod, vodorod va uglerod biosferaning asosini tashkil qiladi; kislorod, vodorod, kremniy va alyuminiy gil va qumlarning yoki nurash mahsulotlarining asosiy tarkibiy qismlari (ular asosan er qobig'ining yuqori qismini tashkil qiladi).
Tabiatdagi kimyoviy elementlar minerallar deb ataladigan turli birikmalarda uchraydi. Bu murakkab fizik-kimyoviy yoki biokimyoviy jarayonlar natijasida hosil bo'lgan er qobig'ining bir hil kimyoviy moddalari, masalan, tosh tuzi (NaCl), gips (CaS04 * 2H20), ortoklaz (K2Al2Si6016).
Tabiatda kimyoviy elementlar turli minerallarning hosil bo'lishida teng bo'lmagan ishtirok etadi. Masalan, kremniy (Si) 600 dan ortiq minerallarning tarkibiy qismi bo'lib, oksidlar shaklida ham juda keng tarqalgan. Oltingugurt 600 tagacha, kaltsiy 300 ta, magniy 200 ta, marganets 150 ta, bor 80 tagacha, kaliy 75 tagacha, faqat 10 ta litiy birikmalari maʼlum, undan ham kamroq yod birikmalari hosil boʻladi.
Yer qobig'idagi eng mashhur minerallar orasida uchta asosiy element - K, Na va Ca bo'lgan dala shpatlarining katta guruhi ustunlik qiladi. Tuproq hosil qiluvchi jinslar va ularning parchalanish mahsulotlarida dala shpatlari asosiy o'rinni egallaydi. Dala shpatlari asta-sekin ob-havoga uchraydi (parchalanadi) va tuproqni K, Na, Ca, Mg, Fe va boshqa kul moddalari, shuningdek, mikroelementlar bilan boyitadi.
Klark raqami- yer qobig'i, gidrosfera, Yer, kosmik jismlar, geokimyoviy yoki kosmokimyoviy tizimlar va boshqalardagi kimyoviy elementlarning o'rtacha miqdorini ushbu tizimning umumiy massasiga nisbatan ifodalovchi raqamlar. % yoki g/kg da ifodalangan.
Klark turlari
Og'irligi (%, g / t yoki g / g) va atomik (atomlar sonining %) klarklar mavjud. Ma'lumotlarni umumlashtirish kimyoviy tarkibi Yer qobig‘ini tashkil etuvchi turli jinslarni 16 km chuqurlikka tarqalishini hisobga olgan holda o‘rganishni birinchi marta amerikalik olim F.V.Klark (1889) amalga oshirgan. U er qobig'i tarkibidagi kimyoviy elementlarning foizi uchun olgan raqamlari, keyinchalik A.E.Fersman tomonidan biroz aniqlangan, ikkinchisining taklifiga ko'ra, Klark raqamlari yoki Klarks deb nomlangan.
Molekula tuzilishi. Molekulalarning elektr, optik, magnit va boshqa xossalari molekulalarning turli holatlarining to'lqin funksiyalari va energiyalari bilan bog'liq. Molekulyar spektrlar molekulalarning holati va ular orasidagi o'tish ehtimoli haqida ma'lumot beradi.
Spektrlardagi tebranish chastotalari atomlarning massalari, ularning joylashuvi va atomlararo o'zaro ta'sirlar dinamikasi bilan belgilanadi. Spektrlardagi chastotalar molekulalarning inertsiya momentlariga bog'liq bo'lib, ularni spektroskopik ma'lumotlardan aniqlash molekuladagi atomlararo masofalarning aniq qiymatlarini olishga imkon beradi. Umumiy soni molekulaning tebranish spektridagi chiziqlar va chiziqlar uning simmetriyasiga bog'liq.
Molekulalardagi elektron o'tishlar ularning elektron qobig'i va holatining tuzilishini tavsiflaydi kimyoviy bog'lanishlar. Ko'proq bog'lanishga ega bo'lgan molekulalarning spektrlari uzoq to'lqinli yutilish chiziqlari ko'rinadigan hududga tushishi bilan tavsiflanadi. Bunday molekulalardan tuzilgan moddalar rang bilan tavsiflanadi; Ushbu moddalar barcha organik bo'yoqlarni o'z ichiga oladi.
Ionlar. Elektron o'tishlari natijasida ionlar hosil bo'ladi - elektronlar soni protonlar soniga teng bo'lmagan atomlar yoki atomlar guruhlari. Agar ionda musbat zaryadlangandan ko'ra ko'proq manfiy zaryadlangan zarrachalar bo'lsa, bunday ion manfiy deb ataladi. Aks holda, ion musbat deyiladi. Ionlar moddalarda juda keng tarqalgan, masalan, ular istisnosiz barcha metallarda uchraydi. Buning sababi shundaki, har bir metall atomidan bir yoki bir nechta elektronlar ajralib, metall ichida harakatlanib, elektron gaz deb ataladigan narsani hosil qiladi. Aynan elektronlarning, ya'ni manfiy zarralarning yo'qolishi tufayli metall atomlari musbat ionlarga aylanadi. Bu har qanday holatdagi metallar uchun amal qiladi - qattiq, suyuq yoki gaz.
Kristal panjara bir hil metall moddaning kristalli ichidagi musbat ionlarning joylashishini modellashtiradi.
Ma'lumki, qattiq holatda barcha metallar kristalldir. Barcha metallarning ionlari tartibli joylashib, kristall panjara hosil qiladi. Erigan va bug'langan (gazsimon) metallarda ionlarning tartibli joylashuvi yo'q, lekin elektron gaz hali ham ionlar orasida qoladi.
Izotoplar- bir xil atom (tartib) raqamiga ega bo'lgan, ammo bir vaqtning o'zida har xil massa raqamlariga ega bo'lgan kimyoviy element atomlarining (va yadrolarining) navlari. Bu nom bitta atomning barcha izotoplari davriy jadvalning bir joyida (bir hujayrada) joylashganligi bilan bog'liq. Kimyoviy xossalari atomlar elektron qobig'ining tuzilishiga bog'liq bo'lib, u, o'z navbatida, asosan yadro Z zaryadi (ya'ni undagi protonlar soni) bilan belgilanadi va deyarli uning massa soniga bog'liq emas A (ya'ni). , proton Z va neytronlarning umumiy soni N). Xuddi shu elementning barcha izotoplari bir xil yadro zaryadiga ega, ular faqat neytronlar soni bilan farq qiladi. Odatda, izotop o'zi tegishli bo'lgan kimyoviy element belgisi bilan belgilanadi, massa raqamini ko'rsatadigan yuqori chap qo'shimcha qo'shiladi. Bundan tashqari, element nomidan keyin defislangan massa raqamini yozishingiz mumkin. Ba'zi izotoplar an'anaviy to'g'ri nomlarga ega (masalan, deyteriy, aktinon).
Vova hayotni oldi. Fojiali raqamlar. urush qancha odamning hayotini oldi. Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati
Aleksey Kuskov Turizm asoslari
Har doim ochiq va faol bo'ling