Распространенность химических элементов в космосе и звездах.
Распространенность элементов в космосе изучает космохимия, а их распространенность на земле-геохимия. В межзвездном пространстве встречаются ионы и атомы различных элементов, а также группы атомов, радикалы и даже молекулы. Особенно много в межзвездном пространстве ионов Са. Кроме него в космосе рассеяны атомы Н, К, С, ионы натрия, О, титана и др. частицы. Первое место по распространенности во вселенной принадлежит водороду. Хим. состав звезд зависит от многих факторов, в том числе и от температуры. По мере повышения температуры состав частиц, существующих в атмосфере звезды, упрощается. Так, спектральный анализ звезд с Т=10000-50000 показывает в их атмосферах линии ионизированных водорода и гелия и ионы металлов. В атмосферах звезд с Т=5000 обнаруживаются уже радикалы, а в атмосферах звезд с Т=3800 даже молекулы оксидов. В молодых звездах типа красных гигантов присутствует повышенное количество тяжелых металлов. Химический состав звезды отражает влияние двух факторов: природы межзвездной среды и тех ядерных реакций, которые развиваются в звезде в течение ее жизни. Начальный состав звезды близок к составу межзвездной материи (газопылевого облака), из которого возникла звезда. Существуют звезды, в которых водород превратился в гелий. Их атмосфера состоит из гелия. Углеродные звезды-это относительно холодные звезды, их Т=5000-6000. С увеличением атомной массы элемента уменьшается его распространеность, четные элементы встречаются чаще, чем нечетные. Распространенность элементов в солнечной системе. Атмосфера солнца находится в постоянном движении. Обнаружено 72 элемента. Больше всего Н-75%, Не-24%, 1,2% на остальные элементы. Довольно много О, С, азота, натрия, железа, никеля, мало лития.
Кларки.
Кларки элементов - числа выражающие среднее содержание элементов в земной коре, гидросфере земли в целом, космических тел и др. геохимических и космических систем. Различают весовые и атомные кларки. Элементы с четным порядковым слагают 87% массы земной коры, а с нечетными только 13%, средний химический состав земли в целом рассчитывался на основании данных о содержании элементов в метеоритах. Кларк служит эталоном сравнения пониженных или повышенных концетраций элементов в месторождениях п/и горных пород или целых регионов. Знание их важно при поиске и промышленной оценки месторождений п/и. Главные элементы: О, S, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, Mn. Количество кларка уменьшается по мере увеличения номера элемента, количество легких элементов до железа снижается быстрее, чем тяжелых.
В земной коре: O2 – 47 Si – 29 Al – 8 Fe – 5 Ca – 3 Na – 3 K – 3 Mg – 2 Ti 0,5 Mn – 0.1
Концентрация и рассеяние элементов.
Все элементы есть везде, в каждом грамме воды, горной породе, речь идет только о недостаточности чувствительных современных методов анализа. Это положение о всеобщем рассеяние элементов. Факторы для рассеивания элементов:
1. неспособность давать соединения (He, Ar, Kr, Xe).
2. низкая температура плавления и кипения, вследствие чего такие элементы пика переходят в газообразное состояние и рассеиваются.
3. низкие потенциалы ионизации, вследствие чего ионы легко переходят в возбужденное состояние.
4. низкая валентность
5. большая растворимость главнейших солей и соединений данного элемента.
Факторы концентрации:
1. средние (высокие) значения элементов
2. высокие температуры плавления и кипения
3. среднее значение валентности и особенно четные
4. средние, скорее низкие значения радиусов атомов и ионов
5. средний потенциал ионизации
6. четность атомных ионов
7. большая плотность
Концентрация вещества в природных системах 0<c<100.
Закон Вернадского о рассеяние элементов.
Везде есть все. Концентрация вещества в природных системах 0<c<100.
Метеориты.
Метеориты представляют собой обломки космической материи, 2 типа: каменные и железные, или силикатные и металлические. В их веществе выделяются 3 фазы:
1. железоникелевая или металлическая
2. сульфидная или троилитовая
3. каменная или силикатная.
Каменные делятся на хондриты и ахондриты.
Хондриты-примитивный тип метеоритов, представляют собой продукты значительно более сложных процессов химической дифференциации вещества. Они состоят из оливина, пироксена, никелистого железа и плагиоклаза.
Ахондриты-группа каменных метеоритов характеризуется большим разнообразием. Они обладают кристаллической структурой, многие из них имеют большое сходство с изверженными породами на земле. Делятся на 2 группы: бедные и богатые кальцием.
16-1 Отличия элементного состава литосферы земли от состава поверхности луны, марса, венеры и планет-гигантов.
Венера близка по размерам и средней плотности к земле. Обладает наиболее плотной и мощной атмосферой из всех внутренних планет. Атмосфера планеты состоит почти целиком из СО2 (93-97%), обнаружено присутствие кислорода, азота, воды, содержание азота вместе с инертными газами достигает 2-5%, а количество О-0,4%, Т=747 К, а Р=90*10^5 Па. Марс обладает самой низкой плотностью, имеется разреженная атмосфера, атмосферное давление у поверхности не превышает 800 Па на 2 порядка меньше, чем на земле. Основной компонент атмосферы СО2, обнаружено содержание примеси NO2, содержание О2 и О3 пренебрежительно мало. Луна – лишенная атмосферы. Повышенные гравитационные аномалии в районах лунных морей. По косвенным данным можно допустить, что в составе внешних планет много гелия. В центральных частях внешних планет гелия (уран, нептун, юпитер, сатурн).