Геохимическая классификация элементов

Геохимическая классификация элементов, подразделяет химические элементы по признаку их геохимического сходства, т. е. по признаку их совместной концентрации в определённых природных системах.

═ Наиболее известные Г. к. э. были предложены норвежским геохимиком В. М. Гольдшмидтом (1924) и русскими геологами В. И. Вернадским (1927), А. Е. Ферсманом (1932) и А. Н. Заварицким (1950). По предложенной В. М. Гольдшмидтом Г. к. э. (построенной с учётом положения элементов в периодической системе элементов, типа электронного строения атомов и ионов, специфичности проявления сродства к тем или иным анионам, положения данного элемента на кривой атомных объёмов) все химические элементы делятся на 4 группы: литофильные, халькофильные, сидерофильные и атмофильные.

═ Литофильные (от греч. líthos ≈ камень и philéō ≈ люблю, имею склонность) ≈ элементы горных пород. На внешней оболочке их ионов, как в атомах инертных газов, располагаются по 8 электронов (в ряду Li ≈ по два). Они трудно восстанавливаются до элементарного состояния; наиболее характерны для них соединения с кислородом (подавляющая масса этих элементов входит в состав силикатов). В природе встречаются также в виде окислов, галогенидов, фосфатов, сульфатов, карбонатов. Преимущественно парамагнитны; располагаются на нисходящих участках кривой атомных объёмов. К ним относятся 54 элемента: щелочные и щёлочноземельные, В, Al, Sc, лантаноиды и актиноиды (Ac, Th, Pa, U); С, Si, Ti, Zr, Hf, P, V, Nb, Та, О, Cr, W, галогены и Mn (возможно Тс и At).

═ Халькофильные (от греч. chalkós ≈ медь), по В. М. Гольдшмидту, или тиофильные (от греч. théion ≈ сера), по Дж. Р. Гиллебранду (1954), ≈ элементы сульфидных руд: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, S, Se, Те. На внешней оболочке их катионов располагаются 18 электронов (S2≈, Se2≈, Те2≈ по 8 электронов). В природе встречаются в виде сульфидов, селенидов, теллуридов и сульфосолей (исключением является олово, в виде касситерита SnO2). В элементарном состоянии в природе встречаются Au, Ag, Cu, As, S, Bi и некоторые др. Преимущественно диамагнитны, располагаются на восходящих участках кривой атомных объёмов.

═ Сидерофильные (от греч. sídēros ≈ железо) ≈ элементы с достраивающейся электронной оболочкой. Сюда относятся все элементы VIII гр. периодической системы, а также Мо и Re ≈ всего 11 элементов. Располагаются в минимумах кривой атомных объёмов, ферромагнитны и парамагнитны. Обнаруживают специфическое химическое сродство к мышьяку (сперрилит PtAs2, леллингит FeAs2, хлоантит NiAs2, кобальтин CoAsS), несколько меньше к сере [пептландит (Fe, Ni)9S8, молибденит MoS2 и др.], а также к P, С, N. Платиноиды в природе находятся преимущественно в элементарном состоянии, железо как в виде окислов и силикатов, так и в виде сульфидов, реже арсенидов и в само родном состоянии.

Атмофильпые (от греч. atmós≈ пар, испарение) ≈ элементы атмосферы. К этой группе относятся все инертные газы (от Не до Rn), N и Н ≈ всего 8 элементов. В природе для них характерно газообразное состояние. Большинство из них имеет атомы с заполненной электронной внешней оболочкой, располагаются в верхних частях кривой атомных объёмов; преимущественно диамагнитны. Для большинства (кроме водорода, близкого к литофильным элементам) характерно нахождение в природе в элементарном состоянии.

═ По приведённой классификации все элементы распределяются по главнейшим генетическим и парагенетическим природным ассоциациям. Понятия «биофильные» (элементы живых организмов) и «талассо-фильные» (элементы морской воды) лежат вне этой классификации.

═ Лит.: Ферсман А. Е., Геохимия, т. 1, Л., 1933; Щербина В. В., Геохимия, М. ≈ Л., 1939; GoIdschmidt V. М., Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente, Bd 1≈8, Kristiania, 1923≈27; Воиткевич Г. В. [и др.]. Краткий справочник по геохимии, М., 1970. В. В. Щербина.