- Геохимические классификации элементов
-
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011.Геохими́ческие классифика́ции элеме́нтов — способы систематизации химических элементов в зависимости от их встречаемости в природе. Таких классификаций существует несколько.
Содержание
По распространенности
Петрогенные
В природе встречаются 89 элементов из периодической таблицы Менделеева (не считая радиогенных короткоживущих элементов, обнаруженных в следовых количествах). Однако в метеоритах, на Земле и планетах земной группы в подавляющем большинстве случаев породы и минералы на 99 % сложены 12 элементами, называемыми петрогенными (петро — порода, ген — происхождение). Эти элементы: O, Si, Ti, Al, Mg, Fe, Ca, K, Mn, P, Na.[1]
Редкие
Все остальные элементы относятся к редким или рассеянным элементам. Принципиальная разница между петрогенными и редкими элементами заключается в том, что петрогенные элементы определяют фазовый (минеральный) состав системы, в то время как редкие элементы входят в эти фазы в виде примесей и пассивно распределяются между существующими фазами, но не влияют на их содержание и устойчивость. У этого правила есть исключения. Так, стронций даже в небольших количествах сильно влияет на устойчивость кальцита/арагонита. С другой стороны, при появлении в системе минералов, в которых редкий элемент основной, например в случае кристаллизации циркона или монацита, такой элемент ведёт себя как петрогенный элемент.
По коэффициентам распределения
По роли в строении организмов
В биогеохимии принято разделение элементов по их роли в строении живых организмов.
Макроэлементы
Элементы, содержание которых в живых организмах составляет больше 0,001 %. Это кислород, водород, углерод, азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор, железо и др. Эти элементы слагают плоть живых организмов.
Микроэлементы
Элементы, содержание которых мало, но они участвуют в биохимических процессах и в значительной мере определяют самочувствие живых организмов. По современным данным более 30 микроэлементов считаются необходимыми для жизнедеятельности растений и животных. Среди них алюминий, цинк, кобальт, железо, йод, селен, медь, молибден, бром, фтор.
Гольдшмидтовская классификация
Предложена Гольдшмидтом исходя из предположения, что Земля образовалась в результате разделения первично однородного вещества, аналогичного метеоритам, на четыре части: металл, серный расплав, силикатная часть и атмосфера с океаном. Каждый элемент имеет склонность концентрироваться в одной из этих сред, и соответственно разделены на сидерофильные, литофильные, халькофильные и атмофильные элементы. Иначе говоря, это классификация по наибольшему коэффициенту распределения элемента между четырьмя фазами.
Атмофильные
H, N, инертные газы — всего 8 элементов.
Выделяются в газовую фазу и накапливаются в атмосфере. 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.
Халькофильные
В соответствии с классификацией норвежского геохимика В. М. Гольдшмидта, к ним относятся химические элементы сульфидных руд, то есть элементы побочных группы периодической системы химических элементов. В их число входит 19 элементов: S, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po. Металлические халькофильные элементы обладают специфическим сродством к сере, селену и теллуру. На долю всех халькофильных элементов приходится всего 0,046 % массы земной коры, но из-за способности накапливаться в определённых условиях они образуют рудные месторождения, среди которых доминируют гидротермальные жильные. В осадочных породах сульфиды ряда элементов (меди, свинца, цинка и частично серебра) образуют стратиформные (пластовые) рудные залежи.
Литофильные
Обладают сродством к силикатным минералам и расплавам.
Элементы, составляющие около 93 % массы земной коры и около 97 % массы солевого состава океанической воды. Они обладают внешней 8-электронной оболочкой (типа инертных газов) и располагаются на убывающих участках кривой атомных объёмов. K Л.э. относятся: Li, Be, B, C, O, F, Na, Mg, Al, Si, R, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Br, Rb, Sr, Zr, Nb, I, Cs, Ba, TR, Hf, Ta, W, At, Fr, Ra, Ac, Th, Pa, U. Л.э. трудно восстанавливаются до элементарного состояния и преимущественно парамагнитны. B природе подавляющая масса этих элементов входит в состав силикатов, но также широко распространены их оксиды, галогениды, карбонаты, сульфаты, фосфаты. Плотности соединений Л.э. невысоки (от 2·103 до 4·103 кг/м³).
Сидерофильные
Обладают сродством к железу.
Au, C, Co, Fe, Ge, Ir, Mo, Ni, Os, P, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Sn.
Гольшмидтовская классификация в периодической системе элементов 1 18 1 1
H2 13 14 15 16 17 2
He2 3
Li4
Be5
B6
C7
N8
O9
F10
Ne3 11
Na12
Mg3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Al14
Si15
P16
S17
Cl18
Ar4 19
K20
Ca21
Sc22
Ti23
V24
Cr25
Mn26
Fe27
Co28
Ni29
Cu30
Zn31
Ga32
Ge33
As34
Se35
Br36
Kr5 37
Rb38
Sr39
Y40
Zr41
Nb42
Mo(43)
Tc44
Ru45
Rh46
Pd47
Ag48
Cd49
In50
Sn51
Sb52
Te53
I54
Xe6 55
Cs56
Ba57-71
Lan72
Hf73
Ta74
W75
Re76
Os77
Ir78
Pt79
Au80
Hg81
Tl82
Pb83
Bi84
Po85
At86
Rn7 87
Fr88
Ra89-103
Act(104)
Rf(105)
Db(106)
Sg(107)
Bh(108)
Hs(109)
Mt(110)
Ds(111)
Rg(112)
Cn(113)
Uut(114)
Fl(115)
Uup(116)
Lv(117)
Uus(118)
UuoЛантаноиды 57
La58
Ce59
Pr60
Nd(61)
Pm62
Sm63
Eu64
Gd65
Tb66
Dy67
Ho68
Er69
Tm70
Yb71
LuАктиноиды 89
Ac90
Th91
Pa92
U(93)
Np(94)
Pu(95)
Am(96)
Cm(97)
Bk(98)
Cf(99)
Es(100)
Fm(101)
Md(102)
No(103)
LrОбозначения: Атмофильные Халькофильные Литофильные Сидерофильные редкие и отсутствующие в природе См. также
Примечания
- ↑ Словарь геологических терминов и понятий Геолого-географический факультет ТГУ
Категории:- Геохимия
- Научные классификации
Wikimedia Foundation. 2010.