Распределение вещества в солнечной системе. Закон Тициуса-Боде.
Закон Боде. Определение расстояния от планет до солнца. R=0,4+(0,3*2n), R-среднее расстояние планеты от солнца или большая полуось ее орбиты в а.е., n-показатель степени равный 0, 1, 2, 3 …
По существу формула представляет геометрическую прогрессию 1, 2, 4, 8, 16, 32. Почти вся масса сосредоточена в солнце, солнце-звезда, Т на поверхности 6000. В недрах солнца Т=до 100000. 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.
Современные данные о строении земли, оболочки, их предполагаемый состав.
Выделяют земную кору, которая на материках состоит из гранита. Гранитный слой по площади покрывает половину земной поверхности, он отсутствует на дне Тихого океана. Граниты подстилаются базальтовым слоем, который на сравнительно небольшой глубине от поверхности земли покрывает весь земной шар. Базальтовые породы на различных территориях имеют однообразный состав. На материках наблюдаются ядра, представляющие собой мощные интрузивные деятельности, в них гранитная порода своими корнями уходит далеко вглубь, возможно в мантию. Под земной корой находится обедненная кремнием и обогащенная магнием и железом оболочка ультраосновных пород - мантия земли. Верхняя мантия вероятно имеет перидотитовый состав, но возможно, в строении мантии участвуют также базальты, дуниты. Состав мантии близок к составу каменных метеоритов. Составные части: атмосфера, гидросфера, литосфера, мантия, ядро.
Рост с глубиной температуры, давления. Границы разделов.
Геотермический градиент, т.е. глубина, отвечающая повышению Т на 1 градус, колеблется около 30 м, иногда доходя до 20, иногда достигая 70м и даже 111. Установлено, что геотермический гарадиент не является постоянным, обычно в более глубоких горизонтах он уменьшается, нарастание температуры идет быстрее, чем в верхних горизонтах, такой темп нарастания характерен для первых км. Глуюже градиент увеличивается и нарастание почти прекращается. Нижняя граница для Т глубоких горизонтов земли. Эта граница около 1100. Верхнюю возможную границу установить непосредственно невозможно. Повышение Т переводит вещество в различные агрегатные состояния. На каждый км давление увеличивается в среднем на 300 атмосфер.
Метеориты: столкновение с землей.
Кратеры-распространенная форма рельефа Луны, Меркурия и т.д. На земле кратеры обнаружить труднее. Установлено около 100. При встрече с землей метеориты разных типов ведут себя в общем одинаково. При полете в условиях плотной атмосферы от трения о воздух движение метеорита затормаживаются и он плавится на фронтальной поверхности. Расплав мгновенно сдувается, образуя дымный метеорный пойме, состоящей из микроскопических капелек метеоритного вещества. Эти капельки постепено выпадают на земную поверхность в вид силикатных или металлических шариков. Ежегодно на поверхность земли падает до 1000 метеоритов общей массой 1500-2000 тонн (5-6 тонн за сутки). При падении крупных метеоритов выделяется огромное количество энергии.
21-1 Строение атома: электронная оболочка и валентность; радиус атома (иона).
Атом-электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Электронная оболочка атома — область пространства вероятного местонахождения электронов, характеризующихся одинаковым значением главного квантового числа n и, как следствие, располагающихся на близких энергетических уровнях. Каждая электронная оболочка может иметь определенное максимальное число электронов. Валентность (от лат. valens — имеющий силу) — способность атомов элементов образовывать химические связи с атомами других элементов. В свете строения атома валентность это способность атомов отдавать или присоединять определенное число электронов. Ра́диусом а́тома называется расстояние между атомным ядром и самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома.
Атомный и ионный радиусы.
Атомные радиусы-числа, получаемые при измерении растояния между центрами атомов в кристаллической структуре. Атомные радиусы элементов, у которых заполняются s и p уровни, закономерно возрастают в каждой группе в направлении сверху вниз, при увеличении числа слоев в атоме. В пределах каждого периода слева на право, при увеличении числа элементов в слое, атомные радиусы уменьшаются. Наращивающие d уровни в начале ряда уменьшаются, затем возрастают.
Ионные радиусы-радиусы ионов, а точнее атомов в состоянии, когда у них проявляется ионная связь. Размер иона изменяется в зависимости от внешних условий и влияния окружающих соседей в структуре минерала. Радиус иона зависит от его валентности. При возрастании положительной валентности радиус уменьшается по сравнению с атомами, а при отрицательной валентности возрастает. У s, p, d уровнях в первых периодах радиус чуть сокращается, далее возрастает, для f уменьшается во всем ряду. В вертикальных группах радиусы возрастают сверху вниз.
Изотопная геохронология.
Метод определения возраста. Путем радиоактивного распада 40К превращается в Ar, зная константы, можно измерить концентрацию материнского и дочернего изотопов и вычислить возраст. Распад 40К стабильного 40Ar происходит путем электроного захвата, 11% атомов 40К распадаются путем электронного распада до ядер 40Ar в возбужденном состоянии, которые переходят в основное состояние, испуская гамма излучение. Преимущественно же атомы 40К путем бетта распада переходят в состояние 40Ca. 40Ar-39Ar метод датирования. С помощью 40Ar/39Ar можно преодолеть некоторые затруднения, возникающие при датировании K-Ar методом.
Rb-Sr метод. Точный изотопный состав строения в породе или минерале, которые содержат рубидий, зависит от возраста и отношения Rb/Sr в этой породе или минерале. Из всех этот метод наиболее тесно связан с петрологией и геохимией. Преимущество перед Cl-Pb заключается в том, что в нем используются главные породообразующие минералы, такие как слюда и полевые шпаты, которые определяют историю породы. Перед K-Ar Rb-Sr имеет преимущество в том, что он связан с геохимией пород. Если аргон выносится из слюд, то его сохранность в породе контролируют случайные факторы, такие как наличие близлежащих трещин и зон разломов. Применение метода рубидия-стронция ограничивается двумя факторами:
1. большим периодом полураспада 87Rb
2. тем, что обычный стронций содержит около 7 % 87Sr. Для датирования пригодны только образцы с высокими отношениями Rb/Sr причем чем больше возраст, тем отношение выше.
Координационные числа.
К каждой частице, находящейся в кристалле, примыкает вплотную только определенное число соседних частиц. Это число ближайших соседних частиц называется координационным числом. В структурах алмаза, кремния к.ч.=4, NaCl=6, наибольшее число 12, что характерно для металлов с плотнейшей кубической или гексагональной упаковкой, для полупроводников кристаллов, не имеющие плотнейшей упаковки атомов характерно к.ч.=4 или 6.